Модифицирование и легирование поверхности лазерными, ионными и электронными пучками
Внимание! эта страница распознана автоматически, поэтому мы не гарантируем, что она не содержит ошибок. Для того, чтобы увидеть оригинал, Вам необходимо
Если Вы являетесь автором данной книги и её распространение ущемляет Ваши авторские права или если Вы хотите внести изменения в данный документ или опубликовать новую книгу свяжитесь с нами по по .
Страницы: 1 2 3... 33 34 35 36 37 38 39... 423 424 425
|
|
|
|
На рис. 2.6 показана зависимость температуры от времени на трех различных глубинах (поверхность, 0,35 и 1,0 мкм, соответственно) для импульса рубинового лазера с плотностью энергии 1,7 Дж/см^ и продолжительностью импульса 10 не, падающего на монокристалл кремния. В этом случае поверхность достигает температуры плавления, когда импульсом переносится максимальная энергия; температура поверхности увеличивается до 2200 К примерно через 18 НС после прекращения действия импульса. При последующем охлаждении слой остается жидким в течение 180 не. Поддержание температуры в точке плавления достигается за счет поглощения или высвобождения скрытой теплоты плавления ЛЯпл. На других глубинах материал остается нерасплавленным. Скорости нагрева и охлаждения составляют 10^^ и 10^ К/с, соответственно. При соответствующих значениях плотности энергии, расплавленный слой распространяется внутрь образца за время, сравнимое с продолжительностью лазерного импульса. Максимальная толщина расплавленного слоя зависит от плотности энергий импульса. Для кремния, облученного рубиновым лазером, получена типичная скорость 0,6 мкм/Дж/см^. Кинетика движения расплавленного фронта показана на рис. 2.7. Плавление протекает с плоским фронтом, имеющим скорость ^10 м/с. Затвердевание обычно начинается по истечении времени, примерно в 10 раз большего длительности импульса. Скрытая теплота плавления, высвобождающаяся во время затвердевания на движущейся границе раздела между жидкой и твердой фазами, уравновешивается теплоотводом в подложку: ^^^,, = kJ4-]-kA^],(2.8) дТ \ где V — скорость движения границы раздела жидкость — твердое тело; индексы s и / относятся соответственно к твердой и жидкой фазам. Рассчитанные пространственные распределения температуры во время нагрева и охлаждения приведены на рис. 2.8 для пленки аморфного кремния толщиной 4000 А на монокристалле кремния, облученной рубиновым и неодимовым лазерами. Плотность энергии достаточна для расплавления всего аморфного слоя. В процессе нагрева из-за малой глубины поглощения в расплавленном кремнии (200 А) в жидком поверхностном слое существует большой температурный градиент. Средние температурные градиенты равны 6*10^ и 1,5*10^ К/см в жидкой и твердой областях соответственно. Во время затвердевания температура в расплавленном слое почти постоянна, в то время как в области твердой фазы температурный градиент достигает 5-10^ К/см. В выражении (2.8) вкладом, обусловленным членом ki{dT/dz)u можно пренебречь. Результаты сходны для излучения с обеими длинами волн. В случае, когда ^ y"2Dx^j^, где Тлл — продолжительность плавления, температурный градиент можно оценить выражением 2*35
Карта
|
|
|
|
|
|
|
|
Страницы: 1 2 3... 33 34 35 36 37 38 39... 423 424 425
Внимание! эта страница распознана автоматически, поэтому мы не гарантируем, что она не содержит ошибок. Для того, чтобы увидеть оригинал, Вам необходимо скачать книгу |
