Bileşik Hedeflerde Yüklü Parçacıkların Menzil ve Menzil Momentlerinin Hesabı

Abstract

IV ÖZET Bu çalışmada, Biersack (1982) 'in PRAL açısal difüzyon modelinin düzeltilmiş biçimi olan Ashworth v.d. (1991) KRAL denklemleri temel alınarak, iyonların tek atomlu ve çok atomlu hedeflerdeki ortalama izdüşüm menzilleri ve menzil momentleri hesaplandı. Bu amaçla KRAL denklemleri nümerik çözüme uygun biçimde düzenlendi ve bağlaşımlı diferansiyel denklemler takımı, Fehlberg Runge-Kutta metodu kullanılarak çözüldü. İyonların menzil ve menzil momentlerini hesaplayan bir program geliştirildi ve Maple V-R3 programlama dilinde yazıldı. Durdurma güçleri ve diğer giriş nicelikleri için deneysel verilerle iyi uyum sağlayan analitik ifadeler kullanıldı. Elektronik durdurma gücü, Montenegro (1981) formülü kullanılarak hesaplandı. Bilgisayar programı, değişik iyon hedef kombinezonları için uygulanabilir. İyon ekimi uygulamalarında kullanılan Si ve Si02 hedefleri için hesaplamalar yapıldı ve elde edilen neticeler, deneysel verilerle, Monte Carlo programı TRIM 97-V06 ve PRAL 97 den elde edilen sonuçlarla karşılaştırıldı. İkinci derece menzil momentleri, boyuna dağılganlık ve enine dağılganlık için elde ettiğimiz sonuçların, PRAL 97 ve WS, Wang and Shi (1990) sonuçlarına göre, TRIM ve deneysel verilerle daha iyi uyuştuğu görüldü. Anahtar Kelimeler: İyon Ekimi, Transport Denklemi, İzdüşüm Menzili, Menzil dağılganlığı, TRIM

ABSTRACT In this study, ranges and range straggling of ions in targets with single element and multi-elements were calculated by basing on KRAL equation (Ashworth,1991), which are revised version of PRAL angular diffusion model (Biersack, 1982). Therefore, KRAL equation were arranged to be convenient for numerical solutions and coupled differential equations set were solved by using Fehlberg fourth-fifth order Runge-Kutta method. A program for range and range straggling calculations of ions are developed and was written in Maple VR3 programming language. Analytical expressions were used for stopping powers and other input quantities which are in good agreement with experimental results. Electronic stopping power was calculated by using Montenegro formula. Computer program can be applied for varied ion target combinations. The obtained results for Si and Si02 targets which are used for ion implantation applications, were compared with experimental results ; and also with the results obtained from TRIM 97V-06 and PRAL 97 programs. It has been found that the results obtained for second order range moments ; longitudinal and lateral straggling are in better agreement with data obtained form TRIM and experiments than those of PRAL 97 and WS (Wang and Shi, 1990). Key Words: Ion Implantation, Transport Equation, Projected Range, Range Straggling, TRIM