氮原子、分子与团簇离子注入Si(111)的特性研究

用椭偏仪、傅氏变换红外吸收谱 (FT IR)、X射线光电子能谱 (XPS)以及原子力显微镜 (AFM)对N+1 ,N+2 ,N+1 0 离子高剂量 (1 7× 10 1 7ions cm2 )注入Si(111)的表面进行测试分析 ,发现三种不同尺度的离子注入后 ,均使Si由复折射率变化为实折射率 ,表面出现含氮 硅键的介质层 .但其表面形貌各异 :N+1 注入的表面除存在少量点蚀坑外 ,光洁度最高 (平均粗糙度Ra≈ 4 2nm) ,接近未注入前的原始表面 (Ra≈ 3 5nm) ;N+2 注入的出现黑色枝状区域 ,光洁度次之 (Ra≈ 16nm) ,而N+1 0 注入的则出现“波纹”状结构 ,光洁度最差 (Ra ≈ 40nm) .与低能团簇注入相反 ,在高能条件下 ,随着离子尺度和注量增加 ,材料表面的粗糙度也越严重 .