½ ¨ 7 Hë H Sae Mulli (The Korean Physical Society), Volume 47, Number 6, 2003¸ 12 Z 4, pp. 421∼425
Ö
¨ £ ;° Ç ¹ Å ½ õ m Í Ò × ¹ Å° qT $ [° q ¹ Å Ä k È þ u § כ ; c Q V À W ¥ W _ Ë] § ì Å
»r )¬ £ · » ç ¡a : @ · û B0 å · T ) o M Î 3 · { ¡ û B+ ä ∗
é ß
² D G @ / < Æ § 6 £ x6 xÓ ü t o < Æõ , " fÖ ¦ 140-714 (2003¸ 10 Z 4 8{ 9 ~ Ã Î6 £ §)
$
\ -t _ c ` ¦ s 6 x H f À Ó+ þ A e ¦ Ý ¼ èÛ ¼\ ¦ ] j # , 6 £ §F G \ P À Ó(21 ∼ 25 A)ü < 5
Å
q · ú (40 ∼ 80 V)_ o e ¦ Ý ¼ _ x 9 ¸ü < : r ¸\ p u H % ò ¾ Ó` ¦ ½ ¨ % i . e ¦ Ý ¼ ì
ø
Í6 £ x l ^ Ð H Ø Ô 4 H(Ar)` ¦ 6 x % i Ü ¼ 9, ~ ½ Ó r Õ þ ! Q ? /Â Ò· ú § 4 É r 5 mTorr Ð ¦& ñ % i . 6 £ §F G \
"
f » ¡ ¤` ¦ 5 cm, 10 cm, 15 cm 0 Au ô Ç / B M \ " f Langmuir à Ðg Ë >` ¦ s 6 x # 8 £ ¤& ñ % i . \ P À Ó ü
< 5 Å q · ú _ 7 £ x \ e ¦ Ý ¼ _ x 9 ¸ 7 £ x H כ ` ¦ S X % i . 5 cm_ 0 Au \ " f 8 £ ¤& ñ ) a e
¦ Ý ¼ _ x 9 ¸ © H ° ú כ` ¦ Í Ç xÜ ¼ 9, 10 cmü < 15 cm\ " f_ x 9 ¸ s \ H H s \ O % 3
. _ : r ¸ H 6 £ §F G \ P À Ó, 5 Å q · ú x 9 8 £ ¤& ñ 0 Au \ ß ¼> _ > r t · ú § ¤Ü ¼ 9, 1.2 eV Ð B Ä
º ± ú É r ° ú כ` ¦ Í Ç x .
PACS numbers: 52.50.Dg, 52.25
Keywords: c e ¦ Ý ¼ èÛ ¼(EBPS), 6 £ §F G \ P À Ó, 5 Å q · ú , e ¦ Ý ¼ x 9 ¸, : r ¸, Langmuir à Ðg Ë >
I. " e  ] Ø
e
¦ Ý ¼ \ ¦ s 6 x H á Ô Ð[ jÛ ¼ l Õ ü t É r ì ø Í ¸^ ü < n Û
¼e ¦ Y Us _ \ g A, d y 1 p x_ ~ Ã Ì} / B N& ñ \ V , o 6 £ x6 x ) a
. ICP(inductively coupled plasma), ECR(electron cy- clotron resonance), capacitive discharge plasma, helicon- wave excited plasma, surface-wave excited plasma 1 p x õ
°
ú s V , o 6 £ x6 x ÷ & H l > r_ e ¦ Ý ¼ èÛ ¼ H Õ þ ! Q ? / Â
Ò_ Ä » \ ¦ l © ` ¦ s 6 x K \ P # l ^ o\ ¦ Ä
» ¸ H ì ø Í , c e ¦ Ý ¼ èÛ ¼ (electron beam plasma source, EBPS)[1-10] H 8 ú x \ " f ~ ½ ÓØ ¦ ÷ & H
c õ Õ þ ! Q ? /Â Ò\ e H l ^ ü <_ Ø æ[ t` ¦ Ä » ¸ Ù ¼ Ð
± ú
É r e ¦ Ý ¼ : r ¸ : £ ¤$ í ` ¦ ° ú H [2-6]. ¢ ¸ô Ç ª ô Ç · ú
§
4 ¸| \ " f 8 ú x_ à ºü < C u x 9 \ P À Ó, 5 Å q · ú 1
p
x` ¦ 1 l qw n & h Ü ¼ Ð ¸] X ½ + É Ã º e l M :ë H \ e ¦ Ý ¼ x 9 ¸ _
ç H{ 9 $ í x 9 ] j# Q 8 £ ¤ \ " f Ä ºÃ ºô Ç : £ ¤$ í ` ¦ ° ú H [2-5].
z
´+ « >` ¦ 0 AK , ¦^ 6 £ §F G \ À Ó\ ¦ > 5 Å q f Ë 9Å Ò# Q 6 §_ Z O
g Ë :\ _ K f ] X \ P ) a 6 £ §F G ³ ð \ " f 5 Å q& h Ü ¼ Ð \ P
\ ¦ ~ ½ ÓØ ¦ H f À Ó+ þ A 8 ú x` ¦ G 6 xô Ç EBPS\ ¦ ] j
% i . ~ ½ ÓØ ¦ ) a H 8 ú x õ 5 Å q F G s \
)
a l © \ _ K 5 Å q ÷ &# Q Õ þ ! Q ? /Â Ò_ l ^ ü < Ø æ[ t
#
e ¦ Ý ¼ \ ¦ µ 1 ÏÒ q tr v > ) a . \ P À Ó H 6 £ §F G : r ¸
\
, 5 Å q · ú É r c _ \ -t \ f ] X & h Ü ¼ Ð % ò ¾ Ó` ¦
∗
E-mail: [email protected]
Å
Ò# Q, ~ ½ ÓØ ¦ ÷ & H c _ À Óx 9 ¸[1], c _ \ -t , ì
ø Í6 £ x Û ¼ü <_ s : r o é ß & h [9,10] 1 p x s > ÷ &# Q õ
& h Ü ¼ Ð e ¦ Ý ¼ _ : £ ¤$ í s > ) a .
: r $ H EBPS\ ¦ s 6 x # @ / & h \ 5 g ç H{ 9 ô Ç x 9
¸\ ¦ ° ú H e ¦ Ý ¼ _ Ò q t$ í \ @ / # Ð ¦ô Ç e Ü
¼ 9[4], þ j H \ H ª ô Ç · ú § 4 ¸| \ " f EBPS\ ¦ s 6 x ô
Ç e ¦ Ý ¼ _ Ò q t$ í \ @ / # Ð ¦ % i [8]. : r 7 Hë H
\
" f H EBPS\ ¦ s 6 x # 6 £ §F G \ P À Ó, 5 Å q · ú x 9 8
£
¤& ñ 0 Au 1 p x` ¦ or & " f e ¦ Ý ¼ _ x 9 ¸ x 9 : r
¸ : £ ¤$ í 1 p x` ¦ ½ ¨ % i . e ¦ Ý ¼ ì ø Í6 £ x × æ$ í l ^ Ð H
Ø Ô 4 H(Ar)` ¦ 6 x % i Ü ¼ 9, ~ ½ Ó r Õ þ ! Q ? /Â Ò· ú § 4 É r 5 mTorr Ð ¦& ñ % i .
II. ÷ m Ç ] M ö
Õ
ªa Ë > 1 É r ] j ) a EBPS © u _ > h| Ä Ì ¸\ ¦ · p . © u
H ß ¼> 6 £ §F G% ò % i , 5 Å q% ò % i Õ ªo ¦ ì ø Í6 £ xÕ þ ! Q Ð ½ ¨$ í
)
a . 6 £ §F G% ò % i É r c ` ¦ µ 1 ÏÒ q t H 8 ú x Ü ¼ Ð ½ ¨$ í ) a
. 8 ú x É r ) í Û ¼J $ 6 £ §F G \ À Ó\ ¦ f ] X f Ë 9 6 §_ Z O g Ë :
\
_ K \ P ÷ & H f ] X \ P ~ ½ Ód Ü ¼ Ð 5 Å q& h Ü ¼ Ð \ P
\ ¦ ~ ½ ÓØ ¦ ¸2 ¤ f À Ó+ þ AÜ ¼ Ð [ O > % i . ) í Û ¼J $ É r Z }
É
r 6 xÖ 6 x& h ` ¦ t Ù ¼ Ð \ P ~ ½ ÓØ ¦` ¦ 0 A # ¦ : r Ü ¼ Ð
\ P ½ + É Ã º e Ü ¼ 9, / B N s ~ 1 ¦ s l M :ë H \ V , o
6 x ) a . _ ~ ½ ÓØ ¦ & h ` ¦ 7 £ x r v l 0 A # t 2 £ § s
-421-
Õ
ªa Ë > 1. EBPS © u _ > h| Ä Ì ¸. © u H ß ¼> 6 £ §F G% ò % i ,
5 Å q% ò % i Õ ªo ¦ ì ø Í6 £ xÕ þ ! Q Ð ½ ¨$ í ) a .
0.055 cm ) í Û ¼J $ 9 F ' pà Ô\ ¦ " é ¶ó ø Í+ þ A (spiral) ¸ ª Ü
¼ Ð y 6 x % i . 9 F ' pà Ô\ â ìØ Ô H À Ó\
\ P ÷ & H 6 £ §F G_ : r ¸ # ~ ½ ÓØ ¦ ÷ & H c À Ó
> ) a . : r z ´+ « >\ " f H 6 £ §F G \ P À Ó\ ¦ 21 A Â Ò '
25 A t 1 A ç ß Ü ¼ Ð or & 6 £ §F G_ : r ¸ü < Ø
¦ ÷ & H c À Ó\ ¦ ¸] X % i . 5 Å q% ò % i \ H 5 Å q
F G s © Ã Ì ) a . 6 £ §F G õ 5 Å q F G s \ H
·
ú \ c _ \ -t & ñ K t 9, c _ \ - t
H ì ø Í6 £ x l ^ ü <_ s : r o é ß & h \ % ò ¾ Ó` ¦ p 2 ; . 5
Å
q · ú ` ¦ 40 V Â Ò' 80 V t 10 V ç ß Ü ¼ Ð or (
. ì ø Í6 £ xÕ þ ! Q\ " f H Ã º5 Å x ) a c õ shower ring\ " f / B N /
å
L ) a × æ$ í l ^ ü <_ Ø æ[ t \ _ # e ¦ Ý ¼ µ 1 ÏÒ q t ) a
. : r z ´+ « >\ " f H Ø Ô 4 H(Ar)` ¦ × æ$ í l ^ Ð 6 x % i Ü ¼ 9, ~ ½ Ó · ú § 4 É r 5 mTorr Ð Ä »t % i . e ¦ Ý ¼ : £ ¤$ í É r Langmuir à Ðg Ë >` ¦ s 6 x # 8 £ ¤& ñ % i [4,10]. à Ðg Ë > É r
8 ú x Ü ¼ ÐÂ Ò' Õ þ ! Q_ » ¡ ¤` ¦ 5 cm, 10 cmü < 15 cm b
#
Q / B M \ [ O u # 8 £ ¤& ñ % i Ü ¼ 9, Ã Ðg Ë >_ 9 (tip) É r f
â
0.05 cm, U ´s 0.5 cm_ ò ø Í» 1 ϵ ¢ §(Ta)` ¦ 6 x % i .
III. + s ÇÊ Ý õ m Í w ² o
Õ
ªa Ë > 2 H 6 £ §F G \ P À Ó\ É r e ¦ Ý ¼ x 9 ¸_ o
\
¦ · p . 6 £ §F G \ P À Ó\ ¦ 21 A Â Ò' 25 A t 1 A ç ß Õ
ªa Ë > 2. 6 £ §F G \ P À Ó\ É r e ¦ Ý ¼ x 9 ¸_ o.
~
½ Ó · ú § 4 É r 5 mTorr, 5 Å q · ú É r 50 V s 9, Langmuir
à Ðg Ë > É r 8 ú x Ü ¼ РÒ' » ¡ ¤ ~ ½ Ó ¾ ÓÜ ¼ Ð 10 cm b # Q / B M \ 0 Au ô Ç .
Ü ¼ Ð or & " f e ¦ Ý ¼ x 9 ¸\ ¦ 8 £ ¤& ñ % i .
~
½ Ó · ú § 4 É r 5 mTorr Ð Ä »t % i ¦, 5 Å q · ú É r 50 V s 9, Langmuir à Ðg Ë > É r 8 ú x Ü ¼ РÒ' » ¡ ¤ ~ ½ Ó ¾ ÓÜ ¼ Ð 10 cm b
# Q / B M \ 0 Au ô Ç . ) í Û ¼J $ 6 £ §F G_ : r ¸ H 21 A \ " f 2,600 K_ ° ú כ` ¦ ° ú Ü ¼ 9 25 A\ " f 2,800 K_ ° ú כ` ¦ ° ú H .
8
£
¤& ñ ) a e ¦ Ý ¼ x 9 ¸ H 6 £ §F G \ P À Ó(< Ê É r 6 £ §F G_ : r
¸)_ o\ _ + þ A& h Ü ¼ Ð 7 £ x H â ¾ Ó` ¦ Ð .
\ P À Ó 1 A 7 £ x ½ + É â Ä º e ¦ Ý ¼ x 9 ¸ 30 %
7
£
x > ÷ &# Q, \ P À Ó 21 A\ " f 2.4 × 10
10/cm
3s ~ x 9
¸ 25 A\ " f 6.4 × 10
10/cm
3 Ð 2.7C Ð 7 £ x % i
. 6 £ §F G \ P À Ó_ o\ É r 6 £ §F G : r ¸_ ¸] X Ð ~ ½ Ó Ø
¦ ÷ & H \ P | ¾ Ó` ¦ ~ 1 > ] j# Q Ù ¼ Ð, B Ä º ´ òõ & h e ¦
Ý ¼ _ x 9 ¸ ] j# Q~ ½ ÓZ O Ü ¼ Ð 6 £ x6 x| ¨ c à º e ¦ ó ø Íé ß ) a
.
Õ
ªa Ë > 3 É r 5 Å q · ú \ É r e ¦ Ý ¼ x 9 ¸_ o\ ¦
· p . 5 Å q · ú ` ¦ 40 V \ " f 80 V t 10 V ç ß Ü ¼ Ð 7
£
x r & " f e ¦ Ý ¼ x 9 ¸_ o\ ¦ 8 £ ¤& ñ % i .
~
½ Ó · ú § 4 É r 5 mTorr Ð Ä »t % i ¦, 6 £ §F G \ P À Ó H 23
Õ
ªa Ë > 3. 5 Å q · ú \ É r e ¦ Ý ¼ x 9 ¸_ o.
~
½ Ó · ú § 4 É r 5 mTorr, 6 £ §F G \ P À Ó H 23 A s 9, Lang- muir à Ðg Ë > É r 8 ú x Ü ¼ РÒ' » ¡ ¤ ~ ½ Ó ¾ ÓÜ ¼ Ð 10 cm b # Q /
B
M \ 0 Au ô Ç .
½ ¨ 7 Hë H 6 £ §F G \ P À Ó x 9 5 Å q · ú s $ · ú c e ¦ Ý ¼ \ p u H % ò ¾ Ó ½ ¨ – ^ BÃ º 1 p x -423-
Õ
ªa Ë > 4. 8 £ ¤& ñ 0 Au \ É r e ¦ Ý ¼ x 9 ¸_ o.
~
½ Ó · ú § 4 É r 5 mTorr, 6 £ §F G \ P À Ó H 23 A s 9,
5 Å q · ú É r y y 40 Vü < 70 Vs .
A s 9, Langmuir à Ðg Ë > É r 8 ú x Ü ¼ РÒ' » ¡ ¤ ~ ½ Ó ¾ ÓÜ ¼ Ð 10 cm b # Q / B M \ 0 Au ô Ç . 8 £ ¤& ñ ) a e ¦ Ý ¼ x 9 ¸ H 5
Å
q · ú \ ¢ - aë ß > 7 £ x H â ¾ Ó` ¦ Ð . 5 Å q
· ú s 10 V7 £ x ½ + É â Ä º e ¦ Ý ¼ x 9 ¸ H 10 % 7 £ x
> ÷ &# Q, 5 Å q · ú 40 V\ " f 4.4 × 10
10/cm
3s ~ x 9
¸ 80 V\ " f 6.4 × 10
10/cm
3 Ð 1.5C Ð 7 £ x % i .
5 Å q · ú ` ¦ 40 V \ " f 80 V Ð 7 £ x \ @ /ô Ç Ø
Ô 4 H Û ¼_ s : r o é ß & h É r 20 %& ñ ¸ 7 £ x [9,10]ô Ç
. ¢ ¸ô Ç 5 Å q · ú s Ø æì r y ß ¼t · ú § É r â Ä º\ H, 6 £ §F G \
"
f ~ ½ ÓØ ¦ ÷ & H \ P _ Ã º H / B Nç ß \ % ò ¾ Ó` ¦ ~ Ã Î 5
Å
q · ú _ 1.55 p x \ q Y V(∝ V
1.5) H Child-Langmuir Z O g Ë
:[1]` ¦ É r . " f 5 Å q · ú s 80 V{ 9 M : 6 £ §F G \ " f e
¦ Ý ¼ Ò q t$ í / B Nç ß Ü ¼ Ð ? / 9 ¸ H \ P Ã º H 5 Å q · ú 40 V{ 9 M :\ q K þ j@ / 2.8 C & ñ ¸ ÷ & 9, e ¦ Ý ¼ Ò q
t$ í Ö ¦ É r s 6 £ §F G_ \ P Ã º\ q Y V < ÊÜ ¼ Ð ¢ ¸ô Ç þ j@ / 2.8 C _ 7 £ x \ V © ) a . Õ ª Q 5 Å q · ú 40 Vü < 80 V
: r ¸] jô Ç% ò % i H % \ e , 6 £ §F G À Ó H V
1.5\ q Y
V # 7 £ x l Ð H 8¹ ¡ ¤ ¢ - aë ß > 7 £ x > | ¨ c כ Ü
¼ Ð ó ø Íé ß ) a . " f s : r o é ß & h _ 20 % 7 £ x ü < 5
Å
q · ú \ É r 6 £ §F G À Ó_ 7 £ x \ _ K e ¦ Ý ¼ _ Ò q t
$ í
Ò ¦ s ß ¼> 7 £ x > ) a . Õ ª Q e ¦ Ý ¼ _ x 9 ¸
7
£
x > ÷ & S X í ß \ _ ô Ç Õ þ ! Q # 4 Ü ¼ Ð_ < Hz ´ x 9 s
: rç ß _ F ½ + Ë\ _ ô Ç < Hz ´ % i r 7 £ x > ÷ &# Q, õ
&
h Ü ¼ Ð e ¦ Ý ¼ _ x 9 ¸ H 50 % & ñ ¸_ 7 £ x \ Õ ª' ¬ I
¦ ó ø Íé ß ) a .
Õ
ªa Ë > 4 H 8 £ ¤& ñ 0 Au \ É r e ¦ Ý ¼ x 9 ¸_ o\ ¦
· p . Langmuir à Ðg Ë >_ 0 Au \ ¦ 8 ú x Ü ¼ РÒ' » ¡ ¤ ~ ½ Ó
¾ ÓÜ ¼ Ð 5 cm, 10 cm, 15 cm b # Q / B M Ü ¼ Ð or &
" f e ¦ Ý ¼ x 9 ¸_ o\ ¦ 8 £ ¤& ñ % i . ~ ½ Ó · ú § 4 É r 5 mTorr Ð Ä »t % i ¦, 6 £ §F G \ P À Ó H 23 A s 9, 5 Å q
· ú
É r y y 40 Vü < 70 Vs . 5 Å q · ú s 40 Vü < 70 V
â
Ä º ¸¿ º 5 cm t & h \ " f_ e ¦ Ý ¼ x 9 ¸ ] j{ 9 H ° ú כ
`
¦ t 9, 10 cm t & h õ 15 cm t & h \ " f_ x 9 ¸ H _ 1
l x{ 9 ô Ç ° ú כ` ¦ ° ú H . Ò q t$ í ) a e ¦ Ý ¼ H Õ þ ! Q ? /Â Òü < Õ þ
!
Q # 4 ` ¦ ¾ Ó # S X í ß ` ¦ > ÷ &# Q 6 £ §F G Â Ò H \ " f H ° ú כ
`
¦ t 9, Õ þ ! Q A A á ¤ # 4 Â Ò H \ " f / å L5 Å q y y è >
÷
& H X <, 10 cm, 15 cm t & h s \ " f e ¦ Ý ¼ _ x 9 ¸
_ ç H{ 9 ô Ç ° ú כ` ¦ ° ú H כ Ü ¼ Ð z ¤ . s % ò % i \ " f ~ Ã Ì }
/ B N& ñ ` ¦ ' o \ É r e ¦ Ý ¼ x 9 ¸_ ç H{ 9
$ í
x 9 î ß & ñ ) a á Ô Ð[ jÛ ¼\ ¦ S X н + É Ã º e ¦ ó ø Íé ß ) a .
Õ
ªa Ë > 5(a) H 6 £ §F G \ P À Ó\ É r : r ¸_ o\ ¦
? / 9, Õ ªa Ë > 5(b) H 5 Å q · ú \ É r : r ¸_
o\ ¦ · p . Õ ªa Ë > 5(a)\ " f 5 Å q · ú É r 50 V s ¦, 6 £ § F
G \ P À Ó\ ¦ 21 A Â Ò' 25 A t 1 A ç ß Ü ¼ Ð o r
& " f : r ¸\ ¦ 8 £ ¤& ñ % i . Õ ªa Ë > 5(b) H 6 £ §F G
\ P À Ó 23 As 9, 5 Å q · ú ` ¦ 40 V Â Ò' 80 V t 10 V ç ß Ü ¼ Ð or & " f : r ¸\ ¦ 8 £ ¤& ñ % i .
Õ
ªa Ë > 5(a)ü < (b)\ " f ~ ½ Ó · ú § 4 É r 5 mTorr Ð Ä »t % i ¦, Langmuir à Ðg Ë > É r 8 ú x Ü ¼ РÒ' » ¡ ¤ ~ ½ Ó ¾ ÓÜ ¼ Ð 15 cm b
#
Q / B M \ 0 Au ô Ç . Õ ªa Ë > 5(a)ü < (b)\ " f 8 £ ¤& ñ ) a
: r ¸ H y y 1.2 ± 0.1 eVü < 1.1 ± 0.1 eV Ð 8 £ ¤& ñ ÷ &% 3 Ü ¼
Õ
ªa Ë > 5. (a) 5 Å q · ú s 50 V{ 9 M :, 6 £ §F G \ P À Ó\ É r
: r ¸_ o. (b) \ P À Ó 23 A{ 9 M :, 5 Å q · ú \
É r : r ¸_ o. ~ ½ Ó · ú § 4 É r 5 mTorr, Langmuir
à Ðg Ë > É r 8 ú x Ü ¼ РÒ' » ¡ ¤ ~ ½ Ó ¾ ÓÜ ¼ Ð 15 cm b # Q / B M \
0 Au ô Ç .
9, \ P À Óü < 5 Å q · ú \ ' a > \ O s 2 ∼ 5 eV_
: r ¸\ ¦ ° ú H ICP, ECR, helicon 1 p x_ l > r e ¦ Ý ¼ è Û
¼\ q # B Ä º ± ú É r : r ¸\ ¦ ° ú H [4-7]. 8 £ ¤& ñ 0 A u
\ ¦ or & " f : r ¸\ ¦ 8 £ ¤& ñ ô Ç â Ä º\ ¸ Õ ª a Ë
> 5(a)ü < (b)_ : r ¸ü < Ä » ô Ç õ \ ¦ % 3 % 3 . s
H " f : r \ " f / å Lô Ç ü < ° ú s , EBPS H 8 ú x \ " f ~ ½ Ó Ø
¦ ÷ & H c õ Õ þ ! Q ? /Â Ò\ e H l ^ ü <_ Ø æ[ t` ¦ s 6
x # e ¦ Ý ¼ \ ¦ Ä » ¸ H ì ø Í , l > r_ e ¦ Ý ¼ è Û
¼\ " f H Õ þ ! Q ? /Â Ò\ e H Ä » \ ¦ l © ` ¦ s 6 x K
\ P # l ^ _ s : r o\ ¦ Ä » ¸ l M :ë H s ¦ ó ø Í é
ß ) a . " f EBPS H ì ø Í ¸^ è _ gate oxide\ " f _
charge build up & ³ © õ d y / B N& ñ \ " f_ notching & ³
© 1 p x` ¦ ß ¼> × ¦{ 9 Ã º e Ü ¼Ù ¼ Ð e ¦ Ý ¼ \ ¦ s 6 x H ~ Ã Ì }
/ B N& ñ \ " f_ 6 £ x6 x s l @ / ) a [4,11,12].
IV. + s Ç Â ] Ø
) í
Û ¼J $ 9 F ' pà Ô\ f ] X À Ó\ ¦ f Ë 9 \ P # 5 Å q
&
h Ü ¼ Ð \ P \ ¦ ~ ½ ÓØ ¦ ¸2 ¤ [ O > ) a f ] X \ P ~ ½ Ód _ f
À Ó+ þ A c èÛ ¼\ ¦ G 6 x H EBPS\ ¦ ] j % i .
Ø Ô 4 H` ¦ × æ$ í l ^ Ð 6 x # ± ú É r · ú § 4 5 mTorr\ " f 6
£
§F G \ P À Ó(21 ∼ 25 A), 5 Å q · ú (40 ∼ 80 V), 8 £ ¤& ñ 0 Au (6 £ §F G Ü ¼ ÐÂ Ò' » ¡ ¤` ¦ 5 cm, 10 cm, 15 cm)\ ¦
or & " f e ¦ Ý ¼ : £ ¤$ í \ @ / # ½ ¨ % i .
\ P
À Ó 1 A 7 £ x ½ + É â Ä º 6 £ §F G_ : r ¸ H 50 K, e ¦ Ý
¼ x 9 ¸ H 30 % 7 £ x # , \ P À Ó 21 A\ " f 2.4 × 10
10/cm
3s ~ x 9 ¸ 25 A\ " f 6.4 × 10
10/cm
3 Ð
2.7C Ð 7 £ x % i . 6 £ §F G \ P À Ó_ o\ É r 6 £ § F
G : r ¸_ ¸] X Ð ~ ½ ÓØ ¦ ÷ & H \ P | ¾ Ó` ¦ ~ 1 > ] j# Q Ù ¼
Ð, B Ä º ´ òõ & h e ¦ Ý ¼ x 9 ¸ ] j# Q~ ½ ÓZ O Ü ¼ Ð 6 £ x6 x| ¨ c Ã
º e ¦ ó ø Íé ß ) a . 5 Å q · ú s o c _ \
-t ü < Ø Ô 4 H Û ¼\ @ /ô Ç s : r o é ß & h 1 p x s >
)
a . 5 Å q · ú 40 V\ " f 4.4 × 10
10/cm
3s ~ e ¦ Ý ¼ x 9
¸, 5 Å q · ú 10 V\ 10 %m 7 £ x > ÷ &# Q 80 V \ " f 6.4 × 10
10/cm
3 Ð 1.5C Ð 7 £ x % i . Ò q t$ í ) a e
¦ Ý ¼ H Õ þ ! Q? /Â Òü < Õ þ ! Q# 4 ` ¦ ¾ Ó # S X í ß ` ¦ >
÷
&# Q 6 £ §F G Â Ò H \ " f H ° ú כ` ¦ t 9, # 4 Â Ò H \ " f / å L5 Å q y y
è > ÷ & H X <, 10 cmü < 15 cm s \ " f e ¦ Ý ¼ _ x 9
¸ H _ ç H{ 9 ô Ç ° ú כ` ¦ ° ú H כ Ü ¼ Ð z ¤ . s % ò % i
\
" f ~ Ã Ì} / B N& ñ ` ¦ ' o \ É r e ¦ Ý ¼ x 9 ¸ _
ç H{ 9 $ í ë H ] j\ ¦ K # î ß & ñ ) a á Ô Ð[ jÛ ¼ 0 p x
¦ ó ø Íé ß ) a . 8 £ ¤& ñ ) a : r ¸ H \ P À Óü < 5 Å q
· ú
_ ß ¼l \ ' a > \ O s 1.2 ± 0.1 eV_ ± ú É r ° ú כ` ¦ ° ú H .
P c
p 8 ý ò k >
: r ½ ¨ H 2002 < Ƹ ¸ é ß ² D G @ / < Æ § @ / < Æ ½ ¨q _ t " é ¶ Ü
¼ Ð ½ ¨÷ &% 3 6 £ §.
Y c
p w à U Ø ô
[1] Siegfried Schiller, Ullrich Heisig and Siegfried Panzer, ElectronBeamT echnology (John Wiley &
Sons, New York, 1982), Ch. 2.
[2] H. Conrads and M. Schmidt, Plasma Source Sci.
Technol. 9, 452 (2000).
[3] R. A. Meger, D. D. Blackwell, R. F. Fernsler, M.
Lampe, D. Leonhardt, W. M. Manheimer, D. P.
Murphy and S. G. Walton, Phys. Plasmas 8, 2558 (2001).
[4] Y. B. Kang, H. Jeon, T. Y. Kim, K. H. Chung, D.
K. Ko, J. K. Jung and S. J. Noh, Thin Solid Films 341, 9 (1999).
[5] Makoto Ryoji, Tamio Hara, Katsu Ohnishi, Man- abu Hamagaki, Yosinori Dake, Masakuni Tohkai and Yoshinobu Aoyagi, Jpn. J. Appl. Phys. 31, 4357 (1992).
[6] K. Yamauchi, K. Hirokawa, H. Susuki and Satake, Vacuum. 47, 1009 (1996).
[7] Alfred Grill, Cold Plasma in Materials Fabrication (IEEE Press, New York, 1994), p. 230.
[8] ¸5 p x& ñ , 5 p xô ¥, ^ BÃ º, D hÓ ü t o . 45, 159 (2002).
[9] B. Chapman, Glow Discharge Processes (John Wiley
& Sons, New York, 1980), Ch. 2 ∼ 4.
[10] D. N. Ruzic, Electric Probes for Low Temperature Plasmas (American Vacuum Society, New York, 1994), Ch. 2.
[11] E. van der Drift, R. Cheung, T. Zijlstra, Microelec- tronic Engineering. 32, 241 (1996).
[12] T. Kamata and H. Arimoto, J. Appl. Phys. 80, 2637 (1996).
-424-
½ ¨ 7 Hë H 6 £ §F G \ P À Ó x 9 5 Å q · ú s $ · ú c e ¦ Ý ¼ \ p u H % ò ¾ Ó ½ ¨ – ^ BÃ º 1 p x -425-
Effects of the Cathode Current and the Anode Voltage on Low-Pressure Electron-Beam Plasmas
H. S. Kim, C. Y. Kim, S. H. Sa, S. K. Lee and S. J. Noh
∗Department of Applied Physics, Dankook University, Seoul 140-714
(Received 8 October 2003)
A plasma source using cw e-beams of low energies has been constructed, and the effects of the cathode current(21 ∼ 25 A) and the anode voltage(40 ∼ 80 V) on the plasma density and the electron temperature have been studied. Argon gas was used for plasma generation at a low pressure of 5 mTorr. Measurements were performed at axial positions of 5 cm, 10 cm and 15 cm from the cathode by using a Langmuir probe. The plasma density was found to increase with the cathode current and the anode voltage. The plasma density at 5 cm was found to have a large value compared with that at 10 cm, and the densities at 10 cm and 15 cm were found to be almsot the same.
The electron temperature was measured to be about 1.2 eV and did not depend very much on the cathode current, the anode voltage, or the probe position.
PACS numbers: 52.50.Dg, 52.25
Keywords: E-beam plasma source, Cathode current, Anode voltage, Plasma density, Electron temperature, Langmuir probe
∗
