掺杂工艺_李铁强

掺杂工艺•热喷涂•热扩散•离子注入热喷涂利用某种热源将涂层材料加热到熔融或半熔融状态，同时借助于焰流或高速气体将其雾化，并推动这些雾化后的粒子喷射到基体表面，沉积成具有某种功能的涂层技术氧气-燃料高速火焰喷涂电弧喷涂利用两根预喷涂的金属线穿过特别设计的喷枪，金属线带电形成电弧，温度高于7200℉，熔解金属线并利用压缩空气或氮气将其雾化喷在已处理过的基材上，形成涂层。热喷涂工艺(1)工作表面的预处理亦称表面制备，它是保证涂层与基体结合强度的重要工序。①凹切②表面清理。油污、油漆用溶剂或清洗剂清除。③表面粗化。表面粗化的方法有喷砂、切槽或车螺纹、滚花纹、拉毛等(2)涂层喷涂涂层喷涂在表面预处理后进行。首先对工件预热，然后喷涂粘结层，工作层，喷后进行工件冷却。(3)喷涂层的后处理①封孔②涂层的机械加工。采用热喷涂技术，以A1．CuO为主反应体系，在纯铜表面制备A1：03基复合陶瓷涂层工艺流程及参数从左到右一次是陶瓷涂层、Ni-Al过渡层和纯铜基体•结果表明，在涂层间及涂层内部有NiCu及AlxCuy。化合物生成，其有助于增强涂层的结合性能，实现了复合陶瓷涂层与过渡层为机械、微区冶金和化学结合并存的结合方式,有利于提高涂层的致密性、结合强度等性能。扩散•在半导体制造中。利用高温扩散驱动杂质穿过晶格，是一个化学过程。受时间和温度的影响固态杂质的热扩散需要三个步骤：•预沉积:为整个扩散过程建立浓度梯度•推进：是一个高温过程，用以使沉积的杂质穿过晶体，形成期望的结深。•激活：使杂质原子与晶格中的原子键合。扩散工艺在硅片制造过程中的扩散工艺步骤：•进行质量测试保证工具满足生产标准•使用批控制系统，验证硅片特性•下载包含所需扩散参数的工艺菜单•开启扩散炉，包含温度分布•清洗硅片并浸泡氢氟酸，去除自然氧化层•预沉积：把硅片装入扩散炉，扩散杂质•推进：升高炉温，推进并激活杂质，撤除硅片•测量、评价、记录结深和电阻•选用具有较低熔点的锌作过渡层，采用热喷涂工艺在AZ91D镁合金表面制备了锌铝涂层，并分析热扩散对锌铝涂层界面组织和性能的影响。•上述结果表明：经热扩散处理后，涂层与基体界面处形成扩散熔合区，扩散熔合区由Mg-Zn-Al金属间化合物及其固溶体组成;由于扩散熔合区的形成，使涂层的显微硬度和耐磨性能均显著提高。离子注入技ionimplantation•通过高压离子轰击把杂质引入固体材料中•是一个物理过程。离子注入的优点•精确控制杂质含量•注入离子时衬底温度可自由选择•单一离子束保证纯净掺杂•注入离子的浓度和深度分布精确可控•掺杂离子浓度不受平衡固溶度的限制•大面积均匀注入•注入的离子能穿过薄膜缺点•高能的杂质离子轰击材料时将对晶体结构产生损伤——辐射损伤•注入设备复杂通过离子注入技术将高剂量的Mn离子注入到ZnO体材料中，研究了未退火和退火样品的Raman谱Mn离子注入的能量为220eV，注入深度约为100nm，注入剂量为1×1015—1×1017/cm2，得到ZnMnO的固溶体.热退火是在N2气氛中进行，700℃下退火5min.•上述实验可以认为：Mn离子注入过程在材料中引起了损伤和随机替代Zn原子而导致了无序。退火对低剂量的注入有修复晶格的能力，对高剂量注入倾向于提供产生更多缺陷的机会。