نشریه پژوهش های نوین فیزیک
دوره 9، شماره 2 - ( پاییز و زمستان 1403 )
جلد 9 شماره 2 صفحات 48-34 |
برگشت به فهرست نسخه ها
Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
Khoram M, Yasserian K, Shahandehgermi N. Effect of the rise time of the biasing voltage and neutral gas pressure on time evolution of the plasma boundary layer in plasma immersion ion implantation. JMRPh 2025; 9 (2) :34-48
URL: http://jmrph.khu.ac.ir/article-1-262-fa.html
URL: http://jmrph.khu.ac.ir/article-1-262-fa.html
خرم منصور، یاسریان کیومرث، شاهنده گرمی نرگس. تاثیر زمان رشد ولتاژ اعمال شده بر دیوار و فشار پلاسما بر روی تحول زمانی یک پلاسمای گرم برخوردی در فرایند کاشت یون به روش فروبردن در پلاسما (PIII). نشریه پژوهش های نوین فیزیک. 1403; 9 (2) :34-48
گروه فیزیک، واحد بروجرد، دانشگاه آزاد اسلامی، بروجرد، ایران
چکیده: (147 مشاهده)
تشکیل و تحول زمانی لایه مرزی پلاسما در فرایند کاشت یون به روش فرو بردن در پلاسما در حضور یک میدان مغنایسی ایستا مورد بررسی قرار می‌گیرد. اعمال یک پالس ولتاژ بالا با یک تابع زمانی رشد نمایی به یک هدف فرورفته در پلاسما، یک بار فضایی مثبت پیرامون آن ایجاد می‌کند که به صورت زمانی توسعه پیدا می‌کند. زمان رشد این تابع و فشار پلاسما، هر دو بر شکل‌گیری و گسترش لایه مرزی پلاسمای مجاور هدف تاثیر می‌گذارد. تغییرات زمانی چگالی جریان و انرژی جنبشی یون، زاویه فرود یون بر روی سطح هدف، همچنین تحول زمانی بار فضایی مثبت و ضخامت لایه مرزی پلاسما به عنوان توابعی از این دو پارامتر، در یک مدل سیالی و به صورت عددی مورد مطالعه واقع می‌گردند. یافته‌های این مطالعه نشان می‌دهند که وابستگی زمانی تمام متغییرهای لایه مرزی پلاسما بازای زمان رشد پالس ولتاژ طولانی‌تر، بیشتر حس می‌شود.
نوع مطالعه: پژوهشي |
موضوع مقاله:
تخصصي
دریافت: 1404/1/30 | پذیرش: 1404/5/14 | انتشار: 1403/12/25 | انتشار الکترونیک: 1403/12/25
دریافت: 1404/1/30 | پذیرش: 1404/5/14 | انتشار: 1403/12/25 | انتشار الکترونیک: 1403/12/25
فهرست منابع
1. C. Bortolan, C. Paternoster, S. Turgeon, C. Paoletti, M. Cabibbo, N. Lecis, and D. Mantovani, Plasma-immersion ion implantation surface oxidation on a cobalt-chromium alloy for biomedical applications, Biointerphases. 15,041004 (2020).
https://doi.org/10.1116/6.0000278 [DOI:10.1116/6.0000278.] [PMID]
2. M. Risch, M. P. Bradley, Prospects for band gap engineering by plasma ion implantation, Phys. Status. Solidi. C. 6, S210-S213 (2009). [DOI:10.1002/pssc.200881279]
3. P. Chu, C. Chan, Applications of plasma immersion ion implantation in microelectronics-a brief review, Surf. Coat. Technol. 136, 151(2001). [DOI:10.1016/S0257-8972(00)01046-X]
4. P. K. Chu, S. Qin, C. Chan, N. W. Cheung, L. A. Larson, Plasma immersion ion implantation-a fledgling technique for semiconductor processing, Mater. Sci. Eng. R. 17(6), 207 (1996). [DOI:10.1016/S0927-796X(96)00194-5]
5. M. A. Lieberman, Model of plasma immersion ion implantation, J. Appl. Phys. 66, 2926-2929 (1989).
https://doi.org/10.1063/1.344172 [DOI:10.1063/1.344172.]
6. M. Lieberman, A. Lichtenberg, Principle of Plasma Discharges and Materials Processing, 2nd edn. (Wiley Interscience, 2005), pp. 176-178. [DOI:10.1002/0471724254]
7. A. Fridman, Plasma chemistry, (Cambridge university press, 2008), p. 144. [DOI:10.1017/CBO9780511546075]
8. S. Kar, S. Mukherjee, Study of electron behavior in a pulsed ion sheath, Phys. Plasmas. 15, 063504 (2008)﮳ [DOI:10.1063/1.2934640]
9. J. Moreno, A. Khodaee, D. Okerstrom, M. P. Bradley, L. Couedel, Time-resolved evolution of plasma parameters in a plasma immersion ion implantation source, Phys. Plasmas. 28, 123523 (2021). [DOI:10.1063/5.0063610]
10. T. E. Sheridan, J. Goree, Collisional plasma sheath model, Phys. Fluid B. 3, 2796-2804 (1991). [DOI:10.1063/1.859987]
11. L. Minghao, Z. Yu, D. Wanyu, L. Jinyuan, W. Xiaogang, Effects of Ion Temperature on Collisionless and Collisional RF Sheath, Plasma Sci. Technol. 8, 544 (2006). [DOI:10.1088/1009-0630/8/5/10]
12. D. T. K. Kwok, Q. Y. Lu, L. H. Li, R. K. Y. Fu, P. K. Chu, Theoretical investigation of sheath expansion and implant fluence uniformity in enhanced glow discharge plasma immersion ion implantation, Appl. Phys. Lett. 93, 091501 (2008). [DOI:10.1063/1.2977962]
13. G. A. Emmett, M. A. Henry, Numerical simulation of plasma sheath expansion, with applications to plasma‐source ion implantation, J. Appl. Phys. 71, 113-117 (1992). [DOI:10.1063/1.350740]
14. T. E. Sheridan, Transient sheath in a cylindrical bore for finite-rise-time voltage pulses, Surf. Coat. Tech. 85 (3), 204-208 (1996). [DOI:10.1016/0257-8972(96)02858-7]
15. J. E. Allen, Comment on; Comment on; Magnetic field effects on gas discharge plasmas [Phys. Plasmas 14, 024701 (2007)], Phys. Plasmas. 14, 094703 (2007).
https://doi.org/10.1063/1.2772625 [DOI:10.1063/1.2772625.]
16. M. Khoram, F. Masoudi, Effect of constant collision mean free time on the boundary layer of the active collisional warm plasma, Sci. Rep. 11, 18359 (2021). [DOI:10.1038/s41598-021-97750-1] [PMID] []
17. D. T. K. Kwok, M. M. M. Bilek, D. R. Mckenzie, P. K. Chu, The importance of bias pulse rise time for determining shallow implanted dose in plasma immersion ion implantation, Appl. Phys. Lett. 82, 1827 (2003). [DOI:10.1063/1.1563063]
18. K. Yasserian, M. Aslaninejad, Parameter space region in the collisional magnetized electronegative plasma, Phys. Plasmas. 17, 023501 (2010). [DOI:10.1063/1.3310837]
19. M. Khoramabadi, H. Ghomi, P. D. Shukla, Numerical investigation of the ion temperature effects on magnetized DC plasma sheath, J. Appl. Phys. 109, 073307 (2011). [DOI:10.1063/1.3569844]
20. Elia Jüngling, Sebastian Wilczek, Thomas Mussenbrock, Marc Böke and Achim von Keudell, Plasma sheath tailoring by a magnetic field for three-dimensional plasma etching, Appl. Phys. Lett. 124, 074101 (2024). [DOI:10.1063/5.0187685]
21. T. E. Sheridan, Pulsed sheath dynamics in a small cylindrical bore, Phys. Plasmas 1, 3485 (1994). [DOI:10.1063/1.870881]
22. Kolter Bradshaw, Ammar Hakim and Bhuvana Srinivasan, Effects of oxidation and impurities in lithium surfaces on the emitting wall plasma sheath, Phys. Plasmas 32, 063506 (2025). [DOI:10.1063/5.0258265]
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |