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Generation of intense pulsed metallic ion beam for next generation semiconductor and its application to ion implantation

下一代半导体强脉冲金属离子束的产生及其在离子注入中的应用

基本信息

批准号：
22740360
负责人：
ITO Hiroaki
金额：
$ 2.75万
依托单位：
University of Toyama
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2010
资助国家：
日本
起止时间：
2010 至 2011
项目状态：
已结题

项目摘要

To realize a new ion implantation technology named"pulsed ion beam implantation"to next-generation semiconductor, it is very important to develop the IPIB technology of generating high-purity ion beams from various species. We have developed a magnetically insulated ion diode for the generation of intense pulsed metallic ion beams in which the vacuum arc plasma gun is used as the ion source. When the ion diode was operated at a diode voltage of 200 kV and a diode current of 10 kA, the ion beam with ion current density of> 200 A/cm2 and pulse duration of 40 ns was obtained at 50 mm downstream from the anode. From Thomson parabola spectrometer measurement we found that Al+, Al2+and Al3+beams of 140-740 keV energy were accelerated with proton impurities of 160-190 keV energy. The purity was estimated to be 89%, which is much higher than that of the pulsed ion beam produced in the conventional ion diode. To evaluate the irradiation effect of the ion beam, an amorphous silicon thin film was used as the target, which was deposited on the glass substrate. The film was found to be poly-crystallized after the pulsed aluminum ion beam irradiation.

为了实现下一代半导体的新型离子注入技术“脉冲离子束注入”，开发产生多种物种的高纯度离子束的IPIB技术非常重要。我们开发了一种磁绝缘离子二极管，用于产生强脉冲金属离子束，其中真空电弧等离子枪用作离子源。当离子二极管在二极管电压200 kV和二极管电流10 kA下工作时，在距阳极下游50 mm处获得离子电流密度>200 A/cm2、脉冲持续时间为40 ns的离子束。通过汤姆逊抛物线光谱仪测量，我们发现140-740 keV能量的Al+、Al2+和Al3+光束被160-190 keV能量的质子杂质加速。纯度估计为 89%，远高于传统离子二极管产生的脉冲离子束的纯度。为了评估离子束的照射效果，使用非晶硅薄膜作为靶材，将其沉积在玻璃基板上。发现该膜在脉冲铝离子束照射后发生多晶化。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Fabrication of DLC Film by Pulsed Ion-Beam Ablation in a Plasma Focus Device

在等离子体聚焦装置中通过脉冲离子束烧蚀制备 DLC 薄膜

DOI：
发表时间：
2010
期刊：
Research Report NIFS-PROC
影响因子：
0
作者：
Z.P.Wang;et.al.
通讯作者：
et.al.

Development of Bipolar Pulse Accelerator for High-Purity Intense Pulsed Ion Beam

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DOI：
发表时间：
2011
期刊：
Research Report NIFS-PROC
影响因子：
0
作者：
H.Ito;et.al.
通讯作者：
et.al.

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DOI：
发表时间：
2011
期刊：
電気学会プラズマ研究会資料
影响因子：
0
作者：
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通讯作者：
他2名

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DOI：
发表时间：
2010
期刊：
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0
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通讯作者：
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DOI：
发表时间：
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期刊：
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0
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他3名

DOI：
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片岡純也