Application of the backscattering method for the measurement of diffusion of zinc in aluminium

Abstract

The low-temperature diffusion of ion implanted zinc in polycrystalline aluminium was measured using the backscattering method. 1.5 MeV He+ ions were used as the probing particles. The zinc concentration profiles, which could be followed to a depth of 0.6 μm, were calculated from the energy spectra measured at different time values. Measurements were carried out at temperatures of 170 and 200°C. The diffusion coefficients were calculated from the depth distributions with a method, which did not require any definite solution of the diffusion equation. The hold-up phenomenon due to the Al2O3 layer on the specimen surface was demonstrated by performing the implantation and diffusion anneal with a sample preoxidized to a small depth. Die Niedertemperaturdiffusion von ionenimplantiertem Zink in polykristallinem Aluminium wurde mit der Rückstreuanalyse gemessen. Als Sondenpartikel wurden 1,5 MeV He+-Ionen angewended. Die Zinkkonzentrationsprofile, die bis zur Tiefe von 0,6 μm nachgewiesen werden konnten, wurden aus den bei verschiedenen Zeitwerten gemessenen Energiespektren berechnet. Die Messungen wurden bei den Temperaturen von 170 und 200°C ausgeführt. Die Diffusionskoeffizienten wurden aus der Tiefenverteilungen mit einer Methode berechnet, die keine definierte Lösung der Diffusionsgleichung benötigt. Das „Aufhalten”︁ der Zinkatome durch die Al2O3-Schicht auf der Oberfläche der Probe wurde durch die Art der Implantierung und Diffusionswärmebehandlung mit einer bis zu geringer Tiefe anoxydierten Probe demonstriert.