Особенности импульсной ионной имплантации из лазерной плазмы, содержащей многозарядные ионы
Неволин В.Н.1, Фоминский В.Ю.1, Гнедовец А.Г.1, Киселев Г.А.1
1Московский инженерно-физический институт (Государственный университет), Москва, Россия
Email: vyfominskij@mephi.ru
Поступила в редакцию: 15 декабря 2006 г.
Выставление онлайн: 20 октября 2007 г.
Разработана математическая модель, описывающая динамику импульсной лазерной плазмы с многозарядными ионами, а также формирование потока, ускоренных ионов в импульсном внешнем электрическом поле. Для выявления роли многозарядных ионов в ионно-имплантационном процессе проведены экспериментальные исследования и математическое моделирование методом "частиц в ячейках" имплантации ионов в кремниевую подложку из импульсной лазерной плазмы, содержащей одно- и двузарядные ионы титана. Плазма разлеталась между плоскопараллельными электродами (Ti-мишенью и Si-подложкой) по нормали от поверхности мишени. Для ускорения ионов к подложке прикладывались высоковольтные импульсы отрицательной полярности. Установлено, что для эффективного использования двузарядных ионов в имплантационном процессе необходимо реализовать достаточно быстрое включение внешнего электрического поля после лазерного воздействия на мишень. Включение высоковольтного импульса с амплитудой 50 kV через 0.5 mus после лазерного импульса позволяло реализовать имплантацию ионов с энергией, близкой к 100 keV. При увеличении задержки включения высоковольтного импульса верхняя граница энергетического спектра имплантированных ионов смещалась в область более низких энергий. Проведено сравнение рассчитанных по результатам математического моделирования и экспериментально измеренных глубинных профилей распределения титана в кремнии, показано, что разработанная модель вполне адекватно описывает формирование высокоэнергетической компоненты ионного потока, которая обусловливала дефектообразование и легирование глубоких слоев подложки. PACS: 52.38.Ph, 52.77.Dq, 61.72.Ww.
- Быковский Ю.А., Неволин В.Н. Лазерная масс-спектрометрия. М.: Энергоатомиздат, 1985. 128 с
- Fominski V.Yu., Nevolin V.N., Romanov R.I. et al. // J. Appl. Phys. 2001. Vol. 89. P. 1449--1457
- Qi B., Gilgenbach R.M., Jones M.C. et al. // J. Appl. Phys. 2003. Vol. 93. P. 8876--8883
- Fominski V.Yu., Nevolin V.N., Smurov I. // J. Appl. Phys. 2004. Vol. 96. P. 2374--2380
- Неволин В.Н., Фоминский В.Ю., Романов Р.И. и др. // Упрочняющие технологии и покрытия. 2006. N 6. С. 34--40
- Неволин В.Н., Фоминский В.Ю., Гнедовец А.Г. и др. // ЖТФ. 2005. Т. 75. Вып. 6. С. 32--37
- Быковский Ю.А., Неволин В.Н., Фоминский В.Ю. Ионная и лазерная имплантация металлических материалов. М.: Энергоатомиздат, 1991. 240 с
- Fominski V.Yu., Markeev A.M., Nevolin V.N. et al. // Vacuum. 1993. Vol. 44. P. 873--877
- Фоминский В.Ю., Романов Р.И., Киселев Г.А. // Упрочняющие технологии и покрытия. 2006. N 10. С. 38--44
- Krasa J., Lorusso A., Doria D. et al. // Plasma Phys. Control. Fusion. 2005. Vol. 47. P. 1339--1349
- Toftmann B., Schou J., Hansen T.N. et al. // Phys. Rev. Lett. 2000. Vol. 84. P. 3998--4001
- Бедсел Ч., Ленгдон А. Физика плазмы и численное моделирование. М.: Энергоатомиздат, 1989. 452 с
- Nedelea T., Urbassek H.M. // Phys. Plasmas. 2002. Vol. 9. N 8. P. 3209--3216
- Nedelea T., Urbassek H.M. // Phys. Rev. E. 2004. Vol. 69. P. 056 408-1--056 408-8
Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.
Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.
© 2024 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук