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一种新型复合加速离子注入动力学研究
  • ISSN号:1672-7126
  • 期刊名称:真空科学与技术学报
  • 时间:0
  • 页码:493-498
  • 分类:TL612.3[核科学技术—核技术及应用]
  • 作者机构:[1]先进焊接与连接国家重点实验室哈尔滨工业大学,哈尔滨150001, [2]Department of Physics & Materials Science, City University of Hong Kong, Hong Kong
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(10975041和10905013);新世纪优秀人才计划资助项目
  • 相关项目:基于独立微等离子体内源的细长管内壁离子注入新技术及其机理研究
中文摘要:

提出了一种基于靶台(工件)二次加速的束线离子注入的新方法,基本原理是将传统束线离子注入和等离子体离子注入有效复合。采用二维Particle-in-cell(PIC)模型对这种注入方法进行了数值仿真研究。考察了靶台加负偏压情况下靶台表面空间电势、离子密度变化以及离子的运动状态的时空演化。统计分析了不同时刻离子注入剂量、注入能量和注入角度的分布规律。结果表明:靶台施加偏压对束流离子起到了很好的二次加速效果,束线离子复合加速离子注入这种新方法理论上是切实可行的。同时发现在靶台附近空间电场的作用下,离子束会发生小角度偏转,由柱状形逐渐变成"喇叭口"形,靶台表面有效注入范围扩大。靶台表面注入剂量分布呈中心区域高边缘区域低的趋势。这种新方法有助于减缓电源硬件加工的难度,增加了工艺的灵活性。

英文摘要:

Abstract A novel technique was developed to improve the conventional ion implantation. In the newly-developed technique, a negative pulsed voltage, with respect to the vacuum chamber, was applied to the target so as to re-accelerate the impinging ions; and the conventional ion implantation was combined with plasma ion implantation. The various influencing factors,including the time evolutions of the field distribution above the negatively biased target surfaces, ion density distribution and ion trajectories, were modeled and simulated with 2-D software package particle-in-cell. The distributions of the implantation dosage, energy and incident angle of the ions at different times were statistically evaluated. The simulated results show that the negative bias significantly accelerates the ion for a second time,and the technique has a sold theoretical basis. Besides, the field distribution, originated from the bias, slightly bends the ion beam in such a way that its cylindrical shape changes into a bell-like one, considerably increasing the implantation area of the target. Moreover, the ion dosage decreased in radial direction because of the sheath configuration and ion deflection by the curved field. The advantages include relaxation of the power supply requirements and more flexibility of ion implantation.

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期刊信息
  • 《真空科学与技术学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国真空学会
  • 主编:李德杰
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  • 邮编:100022
  • 邮箱:cvs@chinesevacuum.com
  • 电话:010-58206280
  • 国际标准刊号:ISSN:1672-7126
  • 国内统一刊号:ISSN:11-5177/TB
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  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:4421