30的表面上时即可加热，而在其他实施例中，离子糊剂可以在加热步骤之前就被除去。在另外的其他实施例中，离子注入工艺可以在加热炉或烘箱中进行，如真空炉端站或精加工室112，使得加热和离子注入步骤无需移动蓝宝石构件就可以执行。
[0125]在一些实施例中，离子注入的深度可能取决于注入能量、离子的大小和离子注入的晶体平面。注入能量可能取决于注入离子所用的系统、设备和方法。一种离子注入设备，诸如在图2A，2B，15和16中所示的，可以在一个特定的能级下操作，该能级部分决定离子注入的深度。例如，该注入设备可以在80千电子伏下操作，并可关联到第一注入深度，而第二注入设备可以在160千电子伏下操作，并且可以关联到比第一注入深度更深的第二注入深度。另选地，离子电荷也可被选择以针对特定的注入深度，例如用穿透第一目标深度的特定类型的单离子(+ 1电荷)原子，和用穿透第二较小的目标深度的特定类型的双或多离子(+2或更高电荷)原子，上述深度均为相对于所述注入表面所限定的。
[0126]更一般地，不同的离子束、等离子体和以离子浆料为基础的离子注入系统和方法都可以被使用，无论是单独或组合，以便以不同的离子密度和注入深度，基于一些参数包括但不不限于:离子类型(原子数和原子量)、电荷(离子电平)、注入能量和入射角，来注入所选择的离子。不同的注入深度和离子类型、密度一般来讲会在不同晶体结构的深度处产生不同的压缩或拉伸应力，并且可以被选择成是可操作的，以防止损伤在该结构中以不同水平或深度(相对于离子注入表面来限定)扩展。
[0127]转到图17，示出了一个注入曲线240，其显示了在不同晶体结构的深度因离子注入而产生的压缩应力。水平轴线241代表晶体结构的深度，而竖直轴线243表示(例如，压缩)应力。例如，第一应力峰242可位于第一深度，并且第二应力峰244可位于与第一深度不同的第二深度。因此，一个、两个或更多个不同深度可能会基于所选择的离子注入系统和方法受到相同或不同的压缩应力，以防止裂纹在晶体结构中扩展。
[0128]因此，离子可以按浓度梯度注入，使得该离子浓度变化取决于蓝宝石材料中的深度，如相对于所述注入表面沿大致横向或正交(垂直)的方向限定的。另选地，离子可以按跨整个注入表面的浓度梯度注入，使离子浓度沿所述表面的横向方向变化，例如沿周边边缘具有与中央部分或区域不同的所选择离子的浓度和/或注入深度，例如，相对于图1如上所述。
[0129]可基于共同损伤特征选择或瞄准不同应力峰和深度。例如，第一应力峰可大体放置在浅表损伤通常发生的深度处。例如，第一峰242可以大致集中在相对于所述离子注入表面约20纳米或更小的深度处。第二峰244可位于的深度瞄准着比浅表性质更深的损伤，例如在大于约20纳米的深度处。
[0130]应当理解，在不同深度的离子注入可以由一个或多个注入器或注入系统来执行。例如，第一注入器可以在注入离子等级比第二注入器更深的能级操作，即第二注入器在注入离子较浅的能级操作，或反之亦然。例如，第一注入器可在约160千电子伏操作，第二注入器可以在约80千电子伏操作。也可以使用不同的离子束、等离子体浸没，和离子浆料注入系统和方法，如上所述。
[0131]此外，在一些实施例中，单一的注入器可被配置为以多个不同的能级，或采用不同的方法来操作，以实现所期望的注入量。注入器的能级也可以被配置为在随后的离子注入步骤中在不同的操作能级之间进行切换。此外，该注入器可以被配置为当其在不同的能级之间转换时连续地注入离子。因此，离子可在该晶体结构内以一个或多个基本上离散的水平或深度或以除了通常离散的水平被注入，例如晶体结构内一个基本上连续的深度范围。
[0132]图18示出了轮廓平滑的注入曲线240。具体地，离子可以在两峰242和244之间的深度246处注入。平滑化可有助于加强目标深度之间结构的各层。由于注入器在不同目标能级之间过渡时进行连续注入，因此可能会发生轮廓平滑化。除此之外或另选地，轮廓平滑可由于离子扩散而发生，例如在漫射加热步骤或退火步骤期间。此外，平滑化的出现还可能是使用不同能级进行两次或多次离散注入步骤的离子注入深度重叠的结果。即，注入的每个步骤都可以包括未注入在精确目标深度处的离子，从而产生注入曲线，其可以与用于不同目标深度的离子注入相重叠。
[0133]图19示出了注入曲线248，其可表示曲线平滑化所引起的一条净应力曲线。如图所示，该注入曲线248包括在两个峰处的增强的压缩应力，两个峰可以代表目标深度。然而，有压缩应力从表面(例如，水平轴上的原点)延伸到比两个峰更深的位置(例如，超过第二目标深度)。
[0134]应当理解，该净应力曲线可基于该结构所期望的强度特性进行定制。即，特定目标的深度可被选择用于增加的压缩应力，以提供针对特定类型的损害所期望的保护。另外，应当理解，多于或少于两个深度可作为用于离子注入的目标。此外，该深度可以基于使用不同的离子或元素来控制注入的深度而不是注入能量或能量水平、注入法的一些组合、和/或离子/元素选择而变化。此外，注入的离子密度可以根据不同深度水平而变化。这样，第一深度可包括具有第一浓度的第一离子，并且第二深度可以包括具有第二浓度的第二离子，第二浓度可以不同于，或与第一深度处第一离子的浓度相同。
[0135]更进一步地，在一些实施例中，可能在特定深度水平处存在离子的一些组合，以达到所期望的效果。例如，钛离子和氩离子可以采用相同或大致相同的水平被注入。所期望的效果可包括注入离子产生的所期望的着色和/或加强。在一些实施例中，特定的深度水平可被选择用于加强，而另一水平可以被作为用于得到特定彩色化的目标。
[0136]在一些实施例中，离子注入的深度水平可基于晶体结构被注入的某个表面而有所不同。例如，该结构的顶表面可以具有与所述结构的侧壁不同的离子注入深度。另外，顶表面可以具有与底部或侧壁面不同的离子注入深度，和/或不同的离子浓度等。不同的离子/元素或它们的组合也可以被注入到该结构的不同表面上。
[0137]在一些情况下，进入晶体结构(或其它离子注入工艺)中的离子轰击会引起组成该结构的原子的置换。即，当离子注入到该结构中，例如，为了加强或添加结构的颜色，铝原子或氧原子可以从晶格置换出来。据信，该置换大体在该结构的表面层更普遍。在一些情况下，铝原子或氧原子也可具有相对于其它原子更高比率的置换。例如，可以置换比铝更多的氧。
[0138]可以理解的是，置换可以改变该结构的化学组成。为了保留结构的完整性，可提供氧原子和/或铝原子以替换置换的原子。例如，如果氧原子发生置换的比率比铝更高，则可将氧原子或离子轰击到该结构的表面上。在一些实施例中，以相同或不同的原子轰击或注入步骤，氧和铝(或其它所选择的原子或离子)可以被轰击到表面上，例如，如上所述，通过离子束工艺或使用等离子体浸没或离子浆料工艺，或这些工艺的组合，或者通过另一原子或离子轰击工艺。
[0139]图20是示出示例性工艺250的流程图，其包括原子轰击步骤。最初，掺杂离子可按照上面所讨论的技术来注入(方框252)。加热扩散步骤(方框254)可被执行以帮助将离子扩散到该结构的不同层。然后可以执行第二离子注入步骤(或附加的注入步骤)(方框256)。第二离子注入步骤可以用不同的注入能量、以不同的浓度水平，不同的离子，或在不同的温度下，或使用与第一注入相同的操作参数来进行。
[0140]离子注入步骤之后，该表面可被铝原子和/或氧原子轰击(方框258)。此步骤可以在比该注入步骤更高或更低的温度下执行。另外，可以执行一个或多个退火步骤260(方框260)。退火步骤可帮助恢复晶体结构(例如，达到铝原子与氧原子间适当或期望的关系/比)。
[0141]本文所描述的各种技术具有许多不同的应用。特别地，在消费电子设备上，有一些应用可能涉及并包括但不局限于:设备覆盖玻璃、窗口和设备内的其它结构。一个此类的示例性用途是用于照相机镜头或覆盖玻璃部件，或其选择的表面或其一部分。
[0142]图21示出了相机窗口280。相机窗口的一侧(或周边)是一个镶边元件282，用来防止来自频闪元件284(例如，闪存)和/或其它光源的串扰，诸如可相对于相机窗口和背面板286定位在壳体内的一个显示器。转到图22，根据本技术，蓝宝石窗口 290可以代替或被用于照相机窗口，并且可以使其边缘292着色，以有效地防止来自频闪闪光灯284和其他来源的串扰，例如通过离子注入足够密度的所选择的离子来使一个或多个边缘292基本上呈现不透明的状态。这样，可以避免使用(例如，独立或分离的)镶边元件282。这可以提供若干优点，例如降低了堆栈尺寸(例如，可能更薄的设备)，以及用于照相机的更坚固的窗口。
[0143]在处理蓝宝石窗口部件时，顶表面和底表面也可以注入相对于边缘不同的离子和/或浓度，使得相比于没有离子注入表面的部件，顶表面和底表面对窗口的光学性能只有有限的影响或基本上没有影响。即，尽管边缘可以在注入离子后基本上不透明或防止光路形成，但顶表面和底表面可以注入一定浓度的离子，以基本上保持蓝宝石材料的透明性。
[0144]虽然前面的讨论已经呈现了具体的实施例，但本领域的技术人员将认识到，可以在不脱离本公开实质和范围的前提下，在形式和细节上做些改变。例如，处理步骤可以以另一顺序，或者以不同的组合执行。此外，不同的离子注入步骤可以包括不同的电荷(例如，单带电和双带电离子)，以及不同的注入方法和能级。这样，注入深度可以基于多个不同的参数和它们的组合进行选择。因此，本文所述的具体实施例应被理解为示例性的而不限制本公开的范围。
[0145]上述只是说明了本实用新型的原理。本领域的技术人员，参考本文的教导后，对所描述的实施例做出各种变型和更改将是显而易见的。因此，应当理解，那些本领域的技术人员将能够设计出许多系统、装置和方法，这些系统、装置和方法虽然在本文没有明确示出或描述，但也体现本公开的原理，因而也属于本实用新型的实质和范围。从上面的说明书和附图，本领域的技术人员将理解，所显示