絶縁物への負イオン注入における無帯電表面電位発現機構の解明

阐明负离子注入绝缘体过程中不带电表面电位发展的机制

基本信息

批准号：
08650031
负责人：
辻博司
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
1996
资助国家：
日本
起止时间：
1996 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

1.種々の無機及び有機物質絶縁物(溶融石英、無アルカリガラス、熱酸化シリコン膜、フォトレジスト、ポリスチレン、ポリエチレン)に10〜100nA程度の炭素負イオンを2keVから30keVのエネルギー範囲で注入し、このとき放出される二次電子エネルギー分布のピーク移動量から絶縁物表面の電位を測定した。その結果、表面電位は何れも負電位で注入エネルギーにより電位は少し低下した。無機物質は-2V〜-8V程度で、有機物質のポリエチレンやポリエチレンは-5〜-13eV程度であった。このように、負イオン注入では、注入エネルギーが数十keVと極めて高いにも関わらず、帯電による表面電位は負の数V程度と無帯電に近いことが確認された。2.二酸化シリコンの薄膜を用いて、膜厚方向にリ-ク電流を流して帯電を補償して、帯電の無い状態での炭素負イオン注入における二次電子放出比を測定した。その結果、注入エネルギーが500eV程度以上では、電子放出比は1以上で、注入エネルギーの平方根(イオン速度)に比例して増加した。3.負イオン注入中の絶縁物の表面電位は僅かに負電位であり、この状態で二次電子放出比は1となって平衡しいることから、そして、帯電が無い状態での二次電子放出比が1以上であることから、負イオン注入中には絶縁物表面に表面側が負電荷層、内部側に正電荷層という電気二重層が形成されているとして、電気二重層モデルを提案した。このモデルにより、表面側の負電荷層により、絶縁物の仕事関数が増加し、これが二次電子放出の際の表面障壁を増加するので二次電子放出比が抑制されることが判った。また、表面側が負電荷層であるが、内部側の正電荷層により、表面の電位が僅かな負電位となることが判明した。

1。将约10至100 Na的碳负离子注入各种无机和有机绝缘子（融合石英，无碱性玻璃，无碱性硅，氧化硅薄膜，光构师，聚苯乙烯，聚乙烯，聚乙烯）中的2 keV至30 keV的能量范围，以及在该绝缘体表面上释放的电位，该电位基于该峰值的启用。结果，两个表面电势均为负，并且由于注入能量，电势略有下降。无机物质范围为-2V至-8V，而有机物质聚乙烯和聚乙烯范围为-5至-13EV。因此，已经证实，尽管负离子植入的植入能量极高，但由于充电而产生的表面电势大约是几个负V，接近未充电。 2。使用二氧化硅的薄膜，在薄膜厚度方向上施加了朗诵电流以补偿电荷，并测量了在没有电荷的情况下碳负离子植入过程中的二级电子发射比。结果，当植入能高于500 eV时，电子发射比高于1，并且与植入能的平方根（离子速度）成比例增加。 3. The surface potential of the insulator during negative ion implantation is slightly negative, and in this state the secondary electron emission ratio is 1 and is in equilibrium, and the secondary electron emission ratio is 1 or higher in the absence of charge, therefore an electric double layer model was proposed, assuming that during negative ion implantation, an electric double layer called a negative charge layer is formed on the surface of the insulator and a positive charge layer is formed on the inner 边。该模型表明，表面上的负电荷层增加了绝缘子的功能，从而增加了次级电子发射期间的表面屏障，从而抑制了次级电子发射比。此外，尽管表面侧是负电荷层，但发现由于内部正电荷层，表面电势变成了轻微的负电位。

项目成果

期刊论文数量（6）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Hiroshi Tsuji: "Slightly Negative Surface Potential and Charging Model of Insulator in the Negative-Ion Implantation" (to be published in Nuclear Instruments and Methods). 4 (1997)

Hiroshi Tsuji：“负离子注入中绝缘体的微负表面电位和充电模型”（即将发表在《核仪器和方法》上）。

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

石川順三: "負イオンの産業への応用" プラズマ・核融合学会誌. 第72巻. 1144-1149 (1996)

Junzo Ishikawa：“负离子的工业应用”日本等离子体与核聚变学会杂志，第 72 卷，1144-1149（1996 年）。

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

Hiroshi Tsuji: "Fundamental Study on Powder-Scattering in Positive - and Negative-Ion Implantaiton into Powder Materials" Applied Surface Science. Vol.100/101. 342-346 (1996)

Hiroshi Tsuji：“正离子和负离子注入粉末材料中粉末散射的基础研究”应用表面科学。

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

Junzo Ishikawa: "Study on Emission Yields of Negtive-and Positive-Ion Induced Secodnday Electron from Thin SiO_2 Film" (to be published in Nuclear Instruments and Methods). 4 (1997)

Junzo Ishikawa：“Study on Emission Yields of Negative-and Positive-Ion Induced Secondday Electron from Thin SiO_2 Film”（即将发表在 Nuclear Instruments andMethods 上）。