Model of plasma source ion implantation in planar, cylindrical, and spherical geometries

Scheuer, J.T.; Shamim, M.; Conrad, J.R.

doi:10.1063/1.345722

Cited by 169 publications

(80 citation statements)

References 12 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…At the same time, a unique means of carrying out ion implantation has been developed, principally by Conrad and co-workers [7,8] and also by others [9][10][11][12], in which the object to be implanted is immersed in a plasma and repetitively pulse-biased to high negative voltage, thereby accelerating ions across the plasma sheath into the substrate. This technique has been called plasma source (or plasma ir.imersion) ion implantation (psii or piii).…”

mentioning

confidence: 99%

See 1 more Smart Citation

Novel metal ion surface modification technique

Brown

Godechot

1991

Applied Physics Letters

130

View full text Add to dashboard Cite

We describe a method for applying metal ions to the near-surface region of solid materials. The added species can be energetically implanted below the surface or built up as a surface film with an atomically mixed interface with the substrate; the metal ion species can be the same as the substrate species or different from it, and more than one kind of metal species can be applied, either simultaneously or sequentially. Surface structures can be fabricated, including coatings and thin films of single metals, tailored alloys, or metallic multilayers, and they can be implanted or added onto the surface and ion beam mixed. We report two simple demonstrations of the method: implantation of yttrium into a silicon substrate at a mean energy of 70 keV and a dose of 1×1016 atoms/cm2, and the formation of a titanium-yttrium multilayer structure with ion beam mixing to the substrate.

show abstract

mentioning

confidence: 99%

“…This technique has been called plasma source (or plasma ir.imersion) ion implantation (psii or piii). PHI with a gaseous plasma has been shown to be an effective tool for both metallurgical [7][8][9] and semiconductor [10][11][12] ion implantation.…”

mentioning

confidence: 99%

Novel metal ion surface modification technique

Brown

Godechot

1991

Applied Physics Letters

130

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Conrad, Lieberman, Scheuer dan Shamim [2][3][4], membuat model sheath dinamis tanpa tumbukan untuk plasma spesies tunggal. Saat tegangan negatif diberikan pada target yang tercelup dalam plasma akan terbentuk sheath.…”

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.…”

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 source ion implantation in planar, cylindrical, and spherical geometries

Abstract: Articles you may be interested inA theoretical model for neutral velocity distributions at a planar target in plasma source ion implantation

Cited by 169 publications

References 12 publications

Novel metal ion surface modification technique

Novel metal ion surface modification technique

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