光伏离子注入能量_离子注入技术主要有哪些方面的应用-试举出一两个实例。

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离子注入重注了会怎么样?

能量耗尽。例子注入是指将掺杂剂通过离子注入机的离化、加速和质量分析，成为一束有所需杂志离子组成的高能离子流而投射到晶片，重注会导致其中的绝大部分离子都会进入到靶内，进入的离子不断遭受靶原子的阻挡作用，逐步损失能量，最终能量耗尽。

离子注入技术主要有哪些方面的应用?试举出一两个实例。

离子注入是离子参杂的一种。

随着VLSI器件的发展，到了70年代，器件尺寸不断减小，结深降到1um以下，扩散技术有些力不从心。在这种情况下，离子注入技术比较好的发挥其优势。目前，结深小于1um的平面工艺，基本都采用离子注入技术完成掺杂。离子注入技术已经成为VLSI生产中不可缺少的掺杂工艺。

………离子注入具有如下的特点

①可以在较低温度下（400℃）进行，避免高温处理。②通过控制注入时的电学条件（电流、电压）可以精确控制浓度和结深，更好的实现对杂质分布形状的控制。而且杂质浓度不受材料固溶度的限制。③可选出一种元素进行注入，避免混入其他杂质。④可以在较大面积上形成薄而均匀的掺杂层。同一晶片上杂质不均匀性优于1％，且横向掺杂比扩散小的多。⑤控制离子束的扫描区域，可实现选择注入并进而发展为一种无掩模掺杂技术。

…………离子注入技术应用领域

2．1 离子注入应用于金属材料改性

离子注入应用于金属材料改性，是在经过热处理或表面镀膜工艺的金属材料上，注入一定剂量和能量的离子到金属材料表面，改变材料表层的化学成份、物理结构和相态，从而改变材料的力学性能、化学性能和物理性能。具体地说，离子注入能改变材料的声学、光学和超导性能，提高材料的工作硬度、耐磨损性、抗腐蚀性和抗氧化性，最终延长材料工作寿命。离子注入提高工模具的耐磨性能、金属样品的抗疲劳性以及金属表面耐腐蚀性

2 离子注入机应用于掺杂工艺

在半导体工艺技术中，离子注入具有高精度的剂量均匀性和重复性，可以获得理想的掺杂浓度和集成度，使电路的集成、速度、成品率和寿命大为提高，成本及功耗降低。这一点不同于化学气相淀积，化学气相淀积要想获得理想的参数，如膜厚和密度，需要调整设备设定参数，如温度和气流速率，是一个复杂过程。上个世纪70年代要处理简单一个的ｎ型金属氧化物半导体可能只需6～8次注入，而现代嵌入记忆功能的CMOS集成电路可能需要注入达35次。

技术应用需要剂量和能量跨越几个等级，多数注入情况为：每个盒子的边界接近，个别工艺因设计差异有所变化。随着能量降低，离子剂量通常也会下降。具备经济产出的最高离子注入剂量是1016/cm2，相当于20个原子层。

3 在SOI技术中的应用

由于SOI技术（Silicon-on-Insulation）在亚微米ULSI低压低功耗电路和抗辐照电路等方面日益成熟的应用，人们对SOI制备技术进行了广泛探索。

1966年Watanabe和Tooi首先报道通过O＋注入形成SILF表面的Si氧化物来进行器件间的绝缘隔离的可能性。1978年，NTT报道用这项技术研制出高速、低功耗的CMOS链振荡电路后，这种注O＋技术成为众人注目的新技术。从而注氧隔离技术即SIMOX就成了众多SOI制备技术中最有前途的大规模集成电路生产技术。1983年ＮＴＴ成功运用了SIMOX技术大批生产了COMSBSH集成电路；1986年ＮＴＴ还研制了抗辐射器件。这一切，使得NTT联合EATON公司共同开发了强流氧离子注入机（束流达100mA），之后EATON公司生产了一系列NV－200超强流氧离子注入机，后来Ibis公司也研制了Ibis－1000超强流氧离子注入。从此SIMOX技术进入了大规模生产年代。到了上世纪90年代后期，人们在对SIMOX材料的广泛应用进行研究的同时，也发现了注氧形成的SOI材料存在一些难以克服的缺点，如硅岛、缺陷，顶部硅层和氧化层的厚度不均匀等，从而导致了人们开始着眼于注氢和硅片键合技术相结合的智能剥离技术即SMART CUT技术的研制，上世纪90年代末期，H＋离子注入成了新的热门话题。目前虽无专门的H＋离子注入机，但随着SMART CUT工艺日趋成熟，不久将会出现专门的H＋离子注入机。

除了半导体生产行业外，离子注入技术也广泛应用于金属、陶瓷、玻璃、复合物、聚合物、矿物以及植物种子改良上。

邹世昌的离子束技术

答案：离子注入的应用主要集中在两个方面：一是半导体的掺杂，是电子工业的重要制造技术；二是金属材料的表面改性，在经过热处理或表面镀膜工艺的金属材料表面，注入一定剂量和能量的离子，改变材料表层的化学成分、物理结构，从而改变材料的力学性能、化学性能和物理性能，是提高材料表面摩擦性能、耐磨性、耐蚀性和抗氧化性能的一种新兴技术手段。举例(也可举其他实例)：向GCr15轴承钢表面注入N'至3×1017/cm2时，显微硬度达到1100HV，耐磨性能提高3～5倍。用作人工关节的钛合金Ti-6Al-4V耐磨性差，用离子注入N+后，耐磨性提高1000倍，生物性能也得到改善。

求助离子注入剂量和能量的计算方法

20世纪70年代初，经受过“文化大革命”批判的邹世昌回到了研究工作岗位，此时他的研究领域已转到研究离子束与固体材料的相互作用及其在半导体材料与器件方面的应用。当时“文化大革命”还在继续，能用的设备是国内制造的第一台20万电子伏特能量离子注入机，性能很不稳定。邹世昌先参加了CMOS集成电路（电子手表分频器）阈值电压控制的后期部分工作，这是在中国首次将离子注入应用于半导体集成电路。1974 年与上海原子核研究所合作在该离子注入机上配置束流准直器及精密定角器，建立了背散射能谱测量及沟道效应分析系统，应用于离子注入半导体的表面层组分浓度分布的测定、晶格损伤的分析以及掺杂原子晶格定位，于1975年完成了氖离子背面注入损伤吸收硅中重杂质以改善p-n结反向漏电特性的研究工作。同年9月，邹世昌在西德卡尔斯鲁厄“离子束表面分析”国际学术会议上发表了这篇论文，引起国际同行好评。令他们十分惊讶的是国际上一般都要用百万以上电子伏特能量加速器及精密仪器进行的实验，中国竟在自制的设备上完成了。这是中国第一篇在国际学术界发表的利用离子背散射能谱分析开展半导体研究的论文。1978年又与上海光机所合作在国内率先开展了半导体激光退火的研究工作。在建立了上述技术的基础上，邹世昌领导的离子束实验室对离子束与固体材料的相互作用进行了系统的研究并应用于材料的改性、合成、加工、分析，陆续完成了以下一些研究工作。（1）半导体离子注入：研究了离子注入硅的损伤及其退火行为，独创性地提出了用二氧化碳激光从背面照射对离子注入半导体进行退火及合金化的新方法，这项工作获中国科学院1982年重大科技成果二等奖。研究了用双离子注入的办法在磷化铟中得到了最高的载流子浓度及掺杂电激活率，并用全离子注入技术率先研制出国内第一块120门砷化镓门阵列电路和高速分频器，获中国科学院1990年科技进步奖一等奖。

（2）SOI技术：对SOI技术进行了系统的研究，用离子注入和激光再结晶方法合成了SOI新材料。解决了激光再结晶SOI 材料适于制作电路的表面质量问题，获得一项发明专利。在深入分析SOI材料光学效应的基础上，提出了一套非破坏性的表征技术，进而研制成功新型的CMOS/SOI电路。该项目获中国科学院1990年自然科学奖二等奖。近年来SOI材料已进入实用并将成为21世纪硅集成电路的基础技术，说明邹世昌对这一新研究领域的高瞻远瞩。

（3）离子束微细加工：研究了低能离子束轰击材料表面引起的溅射、损伤和貌相变化等物理现象，并用反应离子束微细加工在石英基片上刻蚀出中国第一批实用闪耀全息光栅，闪耀角可控，工艺重复稳定，衍射效率大为提高，这是光栅制造技术的重大突破，获中国科学院1987年科技进步二等奖与1989年国家科技进步奖三等奖。

（4）离子束增强沉积：负责国家“863高技术材料领域材料表面优化”专题，建立并掌握了可控、可预置和可重复的离子束增强沉积技术，合成了与基体有很强粘附力，低摩擦系数和高耐磨性的氮化硅、氮化钛薄膜。

由于这些成绩，邹世昌被选为国际离子束领域两个主要学术会议（离子注入技术——IIT和离子束材料改性——IBMM）的国际委员会委员。1989年被评为上海市劳动模范。

离子注入的优点：各向异性，投射深度与剂量可精确控制；缺点：1.表面损伤，2.需要退火与再扩散。 扩散：优点：比较容易获得高浓度与深结深；表面损伤较校缺点：各向同性，扩散高温时间长，造成侧向扩散，同时高温时间长对于各步掺杂的相互影响较