Partikelbeschuss

Partikelbeschuss bezeichnet das Beschießen einer Oberfläche oder eines Materials mit einem Strahl von Teilchen. Typische Beschussarten verwenden Ionen (zum Beispiel Protonen, Bor- oder Stickstoffionen), Elektronen oder Neutronen, oft unter Vakuumbedingungen und mit kontrollierter Energie. Der Beschuss kann zu Veränderungen der Oberflächenstruktur, zur Dotierung, Abtragung oder zur Materialanalyse dienen.

Mechanismen: Beim Ionenbeschuss werden Atome aus der Oberfläche herausgeschlagen (Sputtering), Fremdatome gelangen in das Kristallgitter (Implantation) oder es entstehen Defekte und Phasenumbrüche, die zur Amorphisierung oder Tiefenprofilbildung führen. Elektronen- oder Neutronenbeschuss wirkt vor allem durch Strahlungswechsel, Wärme oder Aktivierung des Materials.

Anwendungen: In der Halbleitertechnik dient Ionimplantation dem Dotieren von Bauelementen. In der Oberflächen- und Materialwissenschaft wird Beschuss für Tiefenprofilierung, Beschichtung oder Nanostrukturierung eingesetzt. Analytisch wird der Partikelbeschuss in Verfahren wie RBS (Rutherford Backscattering), PIXE (Particle-Induced X-ray Emission), ERDA (Elastic Recoil Detection Analysis) und SIMS (Secondary Ion Mass Spectrometry) genutzt, um Elementgehalte, Verteilung und Schichthöhen abzuleiten.

Sicherheit und Rahmenbedingungen: Der Prozess erzeugt Strahlung und Partikelablagerungen; daher sind Abschirmungen, Vakuum- bzw. Reinraumbedingungen und Strahlenschutzmaßnahmen nötig. Die Ergebnisse hängen wesentlich von der Teilchenart, der Energie, der Dosis und der Beschleunigertechnik ab.