• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.22 no.5
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• pp.238-244
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• 2013

Doping process using laser is an important process in fabrication of solar cell for heat treatment. However, the process of using the furnace is difficult to form a selective emitter doping region. The case of using a selective emitter laser doping is required an expensive laser equipment and induce the wafer's structure damage due to high temperature. This study, we fabricated a new costly plasma source. Through this, we research the selective emitter doping. We fabricated that the atmospheric pressure plasma jet injected Ar gas is inputted a low frequency (a few tens kHz). We used shallow doping wafers existing PSG (Phosphorus Silicate Glass) on the shallow doping CZ P-type wafer. Atmospheric plasma treatment time was 15 s and 30 s, and current for making the plasma is 40 mA and 70 mA. We investigated a doping profile by using SIMS (Secondary Ion Mass Spectroscopy) and we grasp the sheet resistance of electrical character by using doping profile. As result of experiment, prolonged doping process time and highly plasma current occur a deeper doping depth, moreover improve sheet resistance. We grasped the wafer's surface damage after atmospheric pressure plasma doping by using SEM (Scanning Electron Microscopy). We check that wafer's surface is not changed after plasma doping and atmospheric pressure doping width is broaden by increase of plasma treatment time and current.

• Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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• 2000.08a
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• pp.240-241
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• 2000

최근에 개발된 강력한 레이저는 원자가 tunneling 이온화 될 수 있는 충분한 세기를 가지고 있다$^{(1)}$ . Tunneling 이온화 된 전자는 원자의 Coulomb 퍼텐셜 보다 레이저 장에 의한 영향이 훨씬 크므로 기존의 perturbation 이론으로는 이들간의 상호작용을 설명하기에 부족하였다. 뿐만 아니라 이온화된 전자가 레이저 장의 방향이 바뀜에 따라 재결합함으로써 발생되는 고차조화파는 기존의 perturbation 이론으로는 설명될 수 없는 발생효율이 차수에 상관없이 거의 일정한 평탄영역을 가지고 있음이 실험적으로 관측되었다$^{(2)}$ . 강력한 레이저 장과 원자들과의 상호작용에 의해서 생성된 고차조화파는 기존의 비선형 현상으로 설명되어지는 이차 조화파나 삼차 조화파와 같이 레이저의 간섭성을 그대로 물려 받으므로 극자외선 영역의 간섭광원으로써 이의 활용가치가 높을 것으로 보고 있다. 현재에는 기존의 엑스선 레이저로 가능했던 고밀도 플라즈마 밀도 측정등과 같이 극자외선 간섭광이 필요로 하는 연구등에 활용 되어지고 있다. 뿐만 아니라 고차조화파는 효율이 거의 일정한 넓은 파장 영역인 평탄 영역을 가지므로 이의 넓은 파장 영역을 이용하면 아토초 수준의 짧은 극자외선 광원을 만들 수 있을 것으로 이론적으로 예견되어 지고 있다$^{(3)}$ . (중략)

• Proceedings of the Korean Radioactive Waste Society Conference
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• 2004.06a
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• pp.137-146
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• 2004

Laser Induced Breakdown Spectroscopy(LIBS) system is being developed as an in-situ analysis system for the radioactive waste glass in the cold crucible melter. In order to complete the LIBS system, a spectrometer, a detector, and a laser were structured. An ESA 3000 (LLA Instruments GmbH, Germany) including a calibrated Kodak KAF-1001 CCD detector was selected as the spectrometer. A Q-switched Nd-YAG Brilliant(Quantel, France) laser was selected as an energy source. As the first research stage, the excitation temperatures of Fe(I) as a function of the detector's delay intervals(500, 1000, 1500, 2000ns) were evaluated using the Einstein-Boltzmann equation. The optimized excitation temperature of Fe (I) was 7820k at the delay time of 1500㎱ using the 532nm Nd-YAG laser pulse. This LIBS system will be optimized under the real environment vitrification facility in the near future and then used to be in-situ analyzed the glass compositions in the melter qualitatively.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.548-548
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• 2013

태양전지 제작에서 도핑 공정은 실리콘 웨이퍼에 불순물 원자를 주입시켜 p-n 접합을 형성시키는 과정이다. 도핑 공정은 주로 3족 혹은 5족 원소를 사용한다. 기존의 도핑 공정 장치는 소성로 및 레이저 장비를 사용하여 생산단가가 높고, 웨이퍼의 전면 도핑이 힘들다는 단점이 있다. 하지만 플라즈마 제트를 사용한 도핑장치는 저가의 장비를 개발할 수 있고, 전면 도핑이 쉽다는 장점을 가진다. 또한 도핑 농도 및 깊이 조절, 높은 농도의 도핑이 가능하다는 기존 장비의 장점을 유지한다. 플라즈마 제트를 솔라셀 웨이퍼 위에 도포된 dopant material layer에 조사하면 주로 플라즈마와 dopant간의 열적인 반응에 의하여 doping이 된다. 도핑을 위한 플라즈마 제트는 전류량의 조절 및 조사하는 양에 따라서 도핑 온도를 쉽게 조절 가능하다. 본 연구에서는 챔버 내 Ar 가스를 채운 후 플라즈마를 생성시켜 방전 특성을 조사한다. 챔버 내 가스의 압력, 전극과의 거리, 전극의 형태 등 장치의 조건을 변화시켜 특성을 확인하고, 안정적인 플라즈마의 물성을 유지하기 위한 조건을 찾는다. 또한 일반 대기압에서 가스 유량변화, 전극과의 거리, 전극의 형태 등 조건에 따른 방전 특성 및 플라즈마 방출 특성을 조사한다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.81-81
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• 2013

반도체, LCD, MEMs 등 미세 전자소자의 제작과 깊은 관련이 있는 IT 산업은 자동차 산업과 함께 세계 경제를 이끌고 있는 핵심 산업이며, 그 발전 가능성이 크다고 할 수 있다. 이 중 반도체, LCD 공정 기술에 관해서 대한민국은 세계를 선도하여 시장을 이끌어 나가고 있는 실정이다. 이들의 공정기술은 주로 높은 수율(yield)을 기반으로 한 대량 생산 기술에 초점이 맞추어져 있기 때문에, 현재와 같은 첨예한 가격 경쟁력이 요구되는 시대에서 공정 기술 개발을 통해 수율을 최대한으로 이끌어 내는 것이 현재 반도체를 비롯한 미세소자 산업이 직면하고 있는 하나의 중대한 과제라 할 수 있다. 특히 반도체공정에 있어 발전을 거듭하여 현재 20 nm 수준의 선폭을 갖는 소자들의 양산이 계획 있는데 이와 같은 나노미터급 선폭을 갖는 소자 양산과 관련된 CD (critical dimension)의 감소는 공차의 감소를 유발시키고 있으며, 패널의 양산에 있어서 생산 효율 증가를 위한 기판 크기의 대형화가 이루어지고 있다. 또한, 소자의 집적도를 높이기 위하여 높은 종횡비(aspect ratio)를 요구하는 공정이 일반화됨에 따라 단일 웨이퍼 내에서의 공정의 균일도(With in wafer uniformity, WIWU) 및 공정이 진행되는 시간에 따른 균일도(Wafer to wafer uniformity)의 변화 양상에 대한 파악을 통한 공정 진단에 대한 요구가 급증하고 있는 현실이다. 반도체 및 LCD 공정에 있어서 공정 균일도의 감시 및 향상을 위하여 박막, 증착, 식각의 주요 공정에 널리 사용되고 있는 플라즈마의 균일도(uniformity)를 파악하고 실시간으로 감시하는 것이 반드시 필요하며, 플라즈마의 균일도를 파악한다는 것은 플라즈마의 기판 상의 공간적 분포(radial direction)를 확인하여 보는 것을 의미한다. 현재까지 플라즈마의 공간적 분포를 진단하는 대표적인 방법으로는 랭뮤어 탐침(Langmuir Probe), 레이저 유도 형광법(Laser Induced Fluorescence, LIF) 그리고 광섬유를 이용한 발광분광법(Optical Emission Spectroscopy, OES)등이 있으나 랭뮤어 탐침은 플라즈마 본연의 상태에서 섭동(pertubation) 현상에 의한 교란, 이온에너지 측정의 한계로 인하여 공정의 실시간 감시에 적합하지 않으며, 레이저 유도 형광법은 측정 물질의 제한성 때문에 플라즈마 내부에 존재하는 다양한 종의 거동을 살필 수 없다는 단점 및 장치의 설치와 정렬(alignment)이 상대적으로 어려워 산업 현장에서 사용하기에 한계가 있다. 본 연구에서는 최소 50 cm에서 최대 400 cm까지 플라즈마 내 측정 거리에서 최대 20 mm 공간 분해가 가능한 광 수광 시스템 및 플라즈마 공정에서의 라디칼의 상태 변화를 분광학적 비접촉 방법으로 계측할 수 있는 발광 분광 분석기를 접목하여 플라즈마 챔버 내의 라디칼 공간 분포를 계측할 수 있는 진단 센서를 고안하고 이를 실 공정에 적용하여 보았다. 플라즈마 증착 및 식각 공정에서 형성된 박막의 두께 및 식각률과 공간 분해발광 분석법을 통하여 계측된 결과와의 매우 높은 상관관계를 확인하였다.

• Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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• v.31 no.2
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• pp.141-148
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• 2014

In this work, effects of plasma on different hardness of welding steel using laser-induced breakdown spectroscopy were investigated. The ratios of ionic to atomic spectrum peaks were related to its material hardness. The major spectrum peak (Fe) and minor spectrum peak (Mn) were considered as monitoring elements. The stronger repulse plasma was generated, the harder material it was. The ratios of ionic to atomic spectrum peaks increased with respect to the material hardness as well. The correlation of minor spectrum peaks was stronger than that of major spectrum peaks. However, the major spectrum peaks indicated a similar trend, which could be used to estimate the hardness, too. Based on this result, the method could be used as a non-contact remote measurement of material properties.

• Laser Solutions
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• v.17 no.2
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• pp.1-4
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• 2014

With the PEO(Plasma electrolytic oxidation) surface treatment, the oxide film of aluminum alloy is growing in a short time. The reflectance measurement to find the oxygen atoms in the oxide could be investigated. In order to form a thicker oxide film, the PEO surface treatment should be uniformly controlled in processing time.

• Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers
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• v.16 no.1
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• pp.83-89
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• 2017

The corrosion of metal specimens was analyzed in this study using laser-induced breakdown spectroscopy. The samples used in the study were magnesium alloys and corrosion, and standard specimens were prepared and analyzed using surface and depth analysis. The spectral wavelengths used in the oxide layer analysis were 777.196 nm, 777.421 nm, and 777.543 nm. The spectral line of the surface corrosion was confirmed by experimentation, and surface micro morphology analysis was performed using an optical microscope. Approximately $100{\mu}m$ corrosion depth was confirmed via laser irradiation in the depth direction. The results of laser-induced breakdown spectroscopy and the SEM-EDS analysis were compared and analyzed.

• Proceedings of the Korea Committee for Ocean Resources and Engineering Conference
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• 2001.10a
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• pp.292-300
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• 2001

The paper describes spectroscopic characteristics of plasma induces in the pulsed YAG laser welding of alloys containing a large amount of volatile elements. The authors have conducted the spectroscopic analyses of laser induced Al-Mg alloys plasma in the air and argon atmosphere. In the air environment, the identified spectra were atomic lines of Al, Mg, Cr, Mn, Cu, Fe and Zn, and singly ionized Mg lines, as well as the intense molecular spectra of A10 and Mg0 formed by chemical reactions of evaporated Al and Mg atoms from the pool surface with oxygen in the air. In argon atmosphere, Mg0 and AI0 spectra vanished, but AIH spectrum was detected. The hydrogen source was presumably hydrogen dissolved in the base metals, water absorbed on the surface oxide layer, or $H_2$ and $H_2O$ in the shielding gas. The resonant 1ines of Al and Mg were strongly self-absorbed, in particular, self-absorption of the Mg 1ine was predominant. These results show that the laser induced plasma was made of metal1ic vapor with relatively low temperature and high density.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2009.05a
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• pp.365-368
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• 2009

A new concept of a small thruster for altitude control of a micro/nano class satellite is developed, which utilizes the pulsed laser energy. As the laser-based thruster does not require burning of any fuel, it gives promise of small satellite design criteria, namely light weight and cost effectiveness. In this paper, we develop gel-type material for generating strong plasma plume for enhancing thrust for propulsion. Moreover, we quantify the level of thrust via the momentum coupling coefficient measured by the pendulum system. We discover that the driving force is significantly improved via the gel-typed propellant for laser ablation.