Model of plasma immersion ion implantation for voltage pulses with finite rise and fall times

Stewart, R.A.; Lieberman, M. A.

doi:10.1063/1.349240

Cited by 172 publications

(66 citation statements)

References 6 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…The outer cylindrical electrode is grounded, while dual rf voltage and pulse sources are applied to the inner wire electrode at the axis of the cylinder. [10] is adopted. Helium is taken as the discharge gas, the species considered in the model are electrons ( e ), atomic ions ( He  ), molecular ions ( 2 He  ), and metastable particles ( * He ), their densities n are governed by the continuity equations:…”

Section: Modelmentioning

confidence: 99%

Numerical Investigation on Atmospheric-Pressure Dielectric Barrier Discharges Driven by Combined rf and Short-Pulse Sources in Co-Axial Electrodes

Wang

Sun²,

Nozaki³

et al. 2014

Proceedings of the 12th Asia Pacific Physics Conference (APPC12)

View full text Add to dashboard Cite

Atmospheric-pressure discharges driven by combined rf and short-pulse sources in co-axial electrodes were investigated in this work using a one-dimensional self-consistent fluid model. It demonstrated that the plasma intensity in the rf discharge could be enhanced drastically when an additional low-duty-ratio pulse source was applied to the discharge. The study investigated how the plasma density varied with the voltage amplitude of the pulse source. Results showed that the discharge mode turned into glow mode as the pulse amplitude exceeded a critical value. Two cases were investigated on the premise that the outer electrode was electrically grounded: in the first case the positive pulse was applied to the inner electrode while in the second case the negative pulse was used instead, and the spatial discharge characteristics were compared.

show abstract

Section: Modelmentioning

confidence: 99%

Numerical Investigation on Atmospheric-Pressure Dielectric Barrier Discharges Driven by Combined rf and Short-Pulse Sources in Co-Axial Electrodes

Wang

Sun²,

Nozaki³

et al. 2014

Proceedings of the 12th Asia Pacific Physics Conference (APPC12)

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Menurut Stewart dkk [8] , dalam eksperimen PIII waktu naik dan waktu turun pulsa tegangan merupakan bagian signifikan dari keseluruhan lebar pulsa, sehingga agar model yang dikembangkan ini lebih representatif dan lebih realistis, maka keadaan pulsa tegangan realistik ini seharusnya dimasukkan kedalam perhitungan. Model yang dikembangkan oleh Qin, dkk ini [7] , dikembangkan lagi oleh Cahyono [8] dengan menggunakan bentuk pulsa tegangan ini. Dalam studi c Jurusan Fisika FMIPA ITS 100209-1 ini model yang telah dikembangkan pada waktu yang lalu [9] , diperluas lagi dengan menggunakan bentuk target silinder dan bola.…”

Section: Pendahuluanunclassified

Studi Plasma Immersion Ion Implantation (PIII) dengan menggunakan Target Tak Planar

Cahyono

2010

JFA

View full text Add to dashboard Cite

IntisariTelah dilakukan studi proses PIII dengan menggunakan model sheath dinamis tanpa tumbukan plasma multispesies bermuatan tunggal dan ganda dengan bentuk target silinder dan bola. Bentuk Pulsa tegangan yang digunakan adalah tegangan realistis. Dalam model ini ditentukan ekspansi sheath dinamis dan rapat arus ion implan total dengan menggunakan massa efektif yang merupakan fungsi dari komposisi, keadaan muatan dan massa ion dari masing-masing spesies yang berbeda.KATA KUNCI: Sheath dinamis, plasma multispesies, muatan ganda, tegangan realistis, target tak planar I. PENDAHULUANImplantasi ion sudah sering digunakan dalam teknik fabrikasi pembuatan semikonduktor dan proses pelapisan dalam bidang metalurgi dan optik. Plasma Immersion Ion Implantation (PIII) adalah salah satu teknik implantasi, dimana target tercelup dalam plasma seperti tampak pada Gambar 1 [1]. Model sheath dinamis mempunyai peran yang sangat penting dalam proses PIII. Model ini dapat digunakan untuk memprediksi parameter proses dan hasil implantasi dengan memasukkan doses implan dan profil impuritas. Konfigurasi sistem plasma yang optimal dapat ditentukan dari karakteristik ekspansi sheath.Conrad, Lieberman, Scheuer dan Shamim [2-4], membuat model sheath dinamis tanpa tumbukan untuk plasma spesies tunggal. Saat tegangan negatif diberikan pada target yang tercelup dalam plasma akan terbentuk sheath. Sheath akan berubah tehadap waktu dan akan memenuhi hukum ChildLangmuir. Model sheath dinamis tanpa tumbukan ini telah dibuktikan dengan pengukuran oleh Shamim [4], dan dengan simulasi numerik oleh S.J. Hanh dan Lee.Model sheath plasma spesies tunggal telah banyak digunakan walaupun dalam kenyataannya plasma yang digunakan dalam proses PIII adalah plasma multispesies. Thomas menggunakan model fluida untuk menghitung sheath dinamis dari plasma dua spesies (N + dan N + 2 ) untuk implantasi ion. Qin, dkk [5] dan Cahyono [6] mengembangkan model sheath dinamis tanpa tumbukan plasma multispesies bermuatan tunggal dengan menggunakan contoh plasma Ar-He dan BF3 yang masing-masing spesiesnya dianggap bermuatan tunggal untuk studi proses PIII.Model sheath dinamis tanpa tumbukan plasma multispesies bermuatan ganda dikembangkan oleh Qin, dkk [7], dimana keadaan muatan dari ion-ion spesiesnya diperhatikan. Bentuk Pulsa tegangan yang digunakan adalah tegangan ko- * E-MAIL: yoyok@physics.its.ac.id

show abstract

“…Yang paling banyak digunakan adalah model sheath dinamis plasma spesies tunggal [1][2][3], walaupun dalam kenyataan plasma yang digunakan dalam proses PIII adalah plasma multispesies. Thomas [4] Di sini dikembangkan sebuah model sheath dinamis tanpa tumbukan untuk plasma multispesies. Model yang dikembangkan didasarkan pada massa efektif, yang merupakan fungsi komposisi dan massa dari spesies yang berbeda, untuk menentukan ekspansi sheath dan arus ion implan.…”

Section: Pendahuluanunclassified

Model Sheath Dinamis Tanpa Tumbukan Plasma Multispesies Bermuatan Tunggal untuk Studi Aplikasi Proses PIII*

Cahyono

2006

JFA

View full text Add to dashboard Cite

IntisariTelah dipelajari sebuah model sheath dinamis plasma multispesies tanpa tumbukan untuk studi Plasma Immersion Ion Implantation (PIII). Model ini ditentukan berdasarkan pada massa efektif yang merupakan fungsi dari komposisi dan massa ion. Massa efektif ini digunakan untuk menentukan ekspansi sheath dinamis, rapat arus ion implan total, doses implan dan komponen doses ion implan. Hasil dari model ini dianalisis dengan menggunakan contoh plasma Ar-He.Model sheath dinamis ini dapat memberikan kemudahan untuk mengevaluasi proses PIII dan mendapatkan doses implan yang benar untuk plasma dengan spesies-spesies ion yang berbeda.KATA KUNCI: sheath dinamis, plasma multispesies, muatan tunggal, massa efektif I. PENDAHULUANImplantasi ion sering digunakan dalam teknik fabrikasi pembuatan semikonduktor dan proses pelapisan dalam bidang metalurgi dan optik. Plasma Immersion Ion Implantation (PIII) adalah salah satu teknik implantasi, dengan target tercelup dalam plasma. Saat tegangan tinggi negatif diberikan pada target, maka antara plasma dan target akan terbentuk sheath, seperti nampak pada Gambar 1. Sheath ini akan mempercepat gerak ion kedalam target, berubah terhadap waktu dan akan memenuhi hukum Child-Langmuir.Model Sheath dinamis mempunyai peran yang sangat penting dalam proses PIII, karena dapat digunakan untuk memprediksi parameter proses dan hasil implantasi. Yang paling banyak digunakan adalah model sheath dinamis plasma spesies tunggal [1][2][3] plantation (PSII).Di sini dikembangkan sebuah model sheath dinamis tanpa tumbukan untuk plasma multispesies. Model yang dikembangkan didasarkan pada massa efektif, yang merupakan fungsi komposisi dan massa dari spesies yang berbeda, untuk menentukan ekspansi sheath dan arus ion implan.Secara keseluruhan asumsi yang digunakan untuk merumuskan dan membahas model yang dikembangkan adalah: (1) Pulsa tegangan berbentuk kotak, (2) Bentuk target adalah planar, (3) Rapat ion homogen, (4) Plasma tanpa tumbukan. Ini berlaku untuk tekanan yang cukup rendah, (5) Gerak elektron inertialess selama pemberian tegangan. II. METODE PENELITIAN A. Model sheath Dinamis Plasma Multispesies Bermuatan TunggalUntuk mempermudah perumusan, dianggap plasma terdiri dari 2 spesies ion yang masing-masing mempunyai kerapatan n 1 dan n 2 . Distribusi tegangan V ditentukan oleh persamaan Poisson yang untuk ion bermuatan tunggal dan target berbentuk planar adalahdengan n i = (n 1 + n 2 ) adalah rapat ion total plasma, q adalah muatan ion dan elektron,• adalah permitivitas hampa, dan n e adalah rapat elektron. Rapat arus ion yang masuk targetc Jurusan Fisika FMIPA ITS 060102-1

show abstract

Model of plasma immersion ion implantation for voltage pulses with finite rise and fall times

Cited by 172 publications

References 6 publications

Numerical Investigation on Atmospheric-Pressure Dielectric Barrier Discharges Driven by Combined rf and Short-Pulse Sources in Co-Axial Electrodes

Numerical Investigation on Atmospheric-Pressure Dielectric Barrier Discharges Driven by Combined rf and Short-Pulse Sources in Co-Axial Electrodes

Studi Plasma Immersion Ion Implantation (PIII) dengan menggunakan Target Tak Planar

Model Sheath Dinamis Tanpa Tumbukan Plasma Multispesies Bermuatan Tunggal untuk Studi Aplikasi Proses PIII*

Contact Info

Product

Resources

About