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Ar+ 이온 bombardment를 이용한 Si(100) 구조상전이 연구
김주광,오상훈,성인복,유윤석,정비용,강석태 한국물리학회 2004 새물리 Vol.49 No.2
We observed the Si(100) surface by using the RHEED (Rrflection high energy electron diffraction) pattern after the bombardment by low - dose 3 - keV Ar$^{+}$ of the sample surface which had been cleaned by flashing at 1000 $^\circ$C for several days under an ultra-high vacuum (UHV). We annealed the sample at 600 $\sim$ 700 $^\circ$C and then cooled it down slowly. In the process, we also confirmed by the (2 $\times$ n)- like RHEED pattern to comfirm that the disordered silicon atoms had been realigned resulting in the surface's having a dimer vacancy on the surface. Later, we annealed the (2 $\times$ n) like sample at 650 $^\circ$C. Using a gas - injection system, we exposed the sample surface to C$_2$H$_4$ gas. After 50 minutes, we cooled it the sample to room temperature and used thr RHEED pattern to confirm that c(4 $\times$ 4) reconstruction had occurred. 초고진공에서 Si(100) (2 $\times$ 1) 시료를 1000 $^\circ$C로 수 일간 flashing하여 깨끗한 표면으로 만든 후 3 keV Ar$^{+}$ 이온을 낮은 dose로 bombardment 시켜서 RHEED (Reflection High Energy Electron diffraction) 패턴으로 관찰하였다. 그리고 600 $\sim$ 700$^\circ$C 로 가열하였다가 천천히 식힘으로써 무질서한 실리콘 원자들이 재배열하여 표면에 불규칙적으로 DV (dimer vacancy)가 생긴 것을 (2 $\times$ n) like RHEED 패턴으로 확인하였다. 그 후에 (2 $\times$ n) like 시료를 650 ^\circ$C로 가열한 뒤 기체분사 장치로 에틸렌(C$_{2}$H$_{4}$) 기체를 시료표면에 분사하고, 50분간 유지 후 상온으로 내려서 RHEED 패턴을 통하여 c(4 $\times$ 4)로 구조상전이가 일어남을 확인하였다.
Depth Profiling에서 Sputtering Rate의 영향
김주광,성인복,김태준,오상훈,강석태 한국진공학회 2003 Applied Science and Convergence Technology Vol.12 No.3
시료에 주입된 이온의 깊이방향에 따른 농도분포를 알아보기 위하여 시료표면을 sputtering 하면서 튀어나온 주입된 이온을 depth profiling한다. Depth profiling 측정 시에 깊이방향에 영향을 주는 sputtering rate가 변화하는 효과를 SRIM simulation을 이용하여 계산하였다. 시료에 이온이 주입하게 되면 시료의 원자밀도는 약간 증가하게 되는데, 그 결과로 sputtering yield가 변화하게 된다. 이러한 변화가 결과적으로 depth profile 측정시에 깊이방향에 영향을 줄 수 있는 sputtering rate를 변화시키는 원인이 된다. SRIM(Stopping and Range of Ions in Matter) Monte Carlo simulation code를 사용하여 이온주입에 의한 시료의 원자밀도의 변화에 따른 sputtering yield를 구하여 sputtering rate를 계산하고, 그 차이가 depth profiling 측정에서 깊이방향 분포에 영향을 줄 수 있다는 것을 확인하였다. To find the concentration according to the depth-direction of ions implanted in the sample, with sputtering of the sample surface, one needs the depth profiling of ion implanted in the sample. On measuring of depth profiling, the sputtering rate to affect depth direction, is calculated by SRIM simulation. When ion is implanted in the sample, the atomic density of the sample rises up a little, and it alters sputtering yield. This alteration then causes differences of sputtering rate to affect depth-direction, on measuring of depth profiling. With the usage of SRIM Monte Carlo simulation code, one calculates sputtering rate, with sputtering yield by the alteration of atomic density of the sample through ion implantation. As a result, it goes to prove that its difference affects depth distribution, on measuring of depth profiling.