유한 오름 시간을 갖는 음전위 펄스에서 시변환 플라즈마 덮개의 거동 연구

Abstract

플라즈마 이온주입에서 유한한 고유 오름 시간을 갖는 음전압이 펄스 형태로 평면 타겟에 인가될 때 타겟 주위로 형성되는 시 변환 플라즈마 덮개(time dependent sheath)를 관찰하였다. 이때 형성되는 시 변환 플라즈마 덮개는 서로 다른 특성을 갖는 두 개의 영역으로 구성되어 있음이 관찰되었다. 펄스 오름 시간동안에 형성되는 플라즈마 덮개는 플라즈마 밀도의 역수와 펄스 오름 비율의 루트에 비례하고 펄스 시간의 루트에는 비례하며 이온 질량에 관계없이 진행하는 이온 매트릭스 덮개의 전개가 관찰되었으며 펄스 오름 시간 이후에는 이용의 음속도에 비례하는 동적 플라즈마 덮개의 전개가 관찰되었다.

It was observed that the time-dependent sheath which was formed around the planar target biased by negatively voltage pulse with a finite rise time in the plasma source ion implantation. Results show that the time-dependent sheath consisted of two parts: the ion matrix sheath development during the pulse rise time and the dynamic sheath motion after attaining the full pulse. The ion matrix sheath development which is in proportion to square root of the pulse time and the pulse rise rate over the plasma density but independent of the ion mass. The dynamic sheath propagates with approximately the ion sound speed.