半導體芯片退火
半導體芯片在經過離子注入以后就需要退火。因為往半導體中注入雜質離子時,高能量的入射離子會與半導體晶格上的原子碰撞,使一些晶格原子發生位移,結果造成大量的空位,將使得注入區中的原子排列混亂或者變成為非晶區,所以在離子注入以后必須把半導體放在一定的溫度下進行退火,以恢復晶體的結構和消除缺陷。同時,退火還有施主和受主雜質的功能,即把有些處于間隙位置的雜質原子通過退火而讓它們進入替代位置。退火的溫度一般為200~800c,比熱擴散摻雜的溫度要低得多。
一般以提高金屬的耐磨性為主要目的,因此需要獲得高的表面硬度。它適用于38crmoal等滲氮鋼。滲氮后工件表面硬度可達hv850~1200。滲氮溫度低,工件畸變小,可用于精度要求高、又有耐磨要求的零件,齒輪架熱處理,如鏜床鏜桿和主軸、磨床主軸、氣缸套筒等。但由于滲氮層較薄,不適于承受重載的耐磨零件。
氣體滲氮可采用一般滲氮法(即等溫滲氮)或多段(二段、三段)滲氮法。前者是在整個滲氮過程中滲氮溫度和氨氣分解率保持不變。溫度一般在480~520℃之間,氨氣分解率為15~30%,保溫時間近80小時。這種工藝適用于滲層淺、畸變要求嚴、硬度要求高的零件,嶗山熱處理,但處理時間過長。多段滲氮是在整個滲氮過程中按不同階段分別采用不同溫度、不同氨分解率、不同時間進行滲氮和擴散。整個滲氮時間可以縮短到近50小時,能獲得較深的滲層,但這樣滲氮溫度較高,畸變較大。