• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2009.06a
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• pp.241-242
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• 2009

펄스-플라즈마를 이용하여 상온에서 실리콘나이트라이드 박막을 제조하였다. 증착 중에 이온에너지 분석기를 이용하여 이온에너지와 이온에너지, flux를 측정하였다. Duty ratio는 30~90%까지 변화시키면서, 이온에너지와 굴절률의 관계를 연구하였다. Duty ratio의 감소에 따라 이온에너지는 증가하였다. 낮은 Duty ratio의 범위에서 이온에너지 flux의 변화가 현저하였다. 굴절율은 Duty ratio의 변화에 따라 복잡하게 변화하였지만 $N_h$과의 강한 상관성을 보였다. 전체 Duty ratio의 변화에 대해 굴절률은 1.819에서 1.846으로 미미하게 변화하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2009.06a
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• pp.206-207
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• 2009

PECVD를 이용하여 상온에서 Silicon nitride 박막을 제조하였다. 그리고 증착 중에 non-invasive ion energy analyzer를 이용하여 이온에너지와 이온에너지 flux룰 측정하였다. PECVD의 소스 파워는 500W, 바이어스 파워 100W으로 고정하고 주파수 250Hz으로 고정된 상태에서 펄스를 인가하여 duty ratio를 30-100%까지 변화시켰다. 작은 duty ratio 범위 (30-70%)에서 duty ratio가 감소할 때, 이온에너지와 이온에너지의 비가 감소하였다. 이 때 감소되는 굴절률은 저이온에너지 변수와 강한 연관성을 지니고 있었다. 굴절률은 1.65-2.46 사이에서 변화하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.502-502
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• 2012

반도체 공정 중 플라즈마를 이용하는 식각 공정의 경우, 실제 식각률이나 profile의 특성은 RF Bias power에 의해 기판에 당겨지는 이온 선속에 의해 큰 영향을 받는다. 때문에 플라즈마 발생장치 내에서 기판에서의 이온에너지 분석이 중요해지고 있다. 이온에너지 분석을 위해 다양한 형태의 이온에너지 분석기가 나와있으나 기판 위에 얹혀있는 양상이었다. 이에 본 발표에서는 실제 기판 안에 이온에너지 분석기를 설치함으로써 실제 기판에서 wafer가 받는 이온들의 양상에 더 가깝게 접근했다. 이렇게 제작 된 이온에너지 분석기를 이용해 대면적 M-ICP(Magnetized-Induced Coupled Plasma)에서 아르곤 가스를 이용한 플라즈마에서 기판 이온 에너지 분포를 확인해 보았다. 압력의 변화, ICP Source power의 변화, 일정한 Source power에서 기판에 가해지는 Bias power의 변화에 대해 측정함으로써 각각의 조건 변화에 따른 이온들의 변화양상에 대한 이해를 할 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2009.10a
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• pp.237-238
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• 2009

본 연구에서는 이온에너지와 박막 표면 거칠기와의 관계를 신경망을 이용하여 모델링하였다. Pulsed 플라즈마 증착장비를 이용하여 상온에서 실리콘 나이트라이드 (SiN)을 증착하였다. 바이어스 전력과 duty ratio는 각각 $40{\sim}100W$와 $30{\sim}90%$로 변화하였다. 이온에너지 정보는 비침투식 이온에너지 분석시스템을 이용하여 수집하였다. 신경망의 성능은 유전자알고리즘을 이용하여 최적화시켰다. 최적화한 모델은 이온에너지의 영향을 고찰하였다. 모델로부터 고 이온 에너지는 저 이온에너지가 높은 조건에서 증가시킬 때에 표면 거칠기를 보다 작게 한다는 것을 알 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2007.04a
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• pp.9-10
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• 2007

본 논문에서는 비접촉식 이온에너지 해석 방법(Noninvasive Ion Energy Analysis, NIEA)을 이용하여 이온에너지 분포함수를 계산하고, 이 분포의 정보를 몇 가지 양으로써 특성지을 수 있는 모니터링 인자를 제안 하였다. 이온 에너지 분포에 영향을 미치는 외부 조건들인 rf 전력, 압력, 전극 간격을 변화시키며 해당 에너지 분포함수의 형태 변화 및 모니터링 인자들의 변화 양상을 관찰 하였다. NIEA 방법으로 측정한 이온 에너지와 공정과의 연관성을 알아보기 위해 poly silicon etching을 수행하며 이온 에너지 분포를 측정하였으며, 이온 에너지와 etch rate이 같은 경향을 나타내는 것을 확인 하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 1999.07a
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• pp.42-42
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• 1999

본 연구에서는 극 저 에너지 이온 주입에 관한 연구를 위하여 새로이 제안된 PLDAM(phenomenological local damage accumulation model)을 효과적인 분자동역학 이온 주입 분포 계산 방법(highly efficient molecular dynamics (MD) schemes)에 적용하여 극 저 에너지 이온 주입에 관하여 연구하였다. PLDAM은 셀에 축적된 에너지와 이온 발생 순서(history of recoil event) 및 열 전도를 고려하여 실리콘 자기 이완과 재결합을 고려하고 있다. 효과적인 분자동역학 이온 주입방법으로는 MDRANGE code를 사용하였다. 국부적인 격자결함을 고려하지 않은 MDRANGE의 결과는 불순물 분포의 실험치와 꼬리 부분에서 많은 차이를 보여주었다. 그러나 본 연구에서 사용된 국부적인 격자결함 축적을 고려한 MDRANGE의 결과는 극 저 에너지 이온 주입 실험치와 잘 일치하였다. 또한 본 연구에서는 <100> 실리콘 기판 위의 0.1$\mu\textrm{m}$$\times$0.1$\mu\textrm{m}$ 영역에 도즈에 해당하는 이온만큼을 주입하여 불순물 분포를 계산하였다. 붕소와 비소의 경우에, 도즈와 이온주입 에너지가 증가하에 따라서 국부적으로 축적된 격자결함이 불순물의 분포에 미치는 영향이 커지는 것을 알 수 있었다. 특별히 이온 주입 에너지와 함께 무관하게 도즈 1014/cm2 이상에서는 국부적으로 축적된 격자 결함이 불순물의 분포에 크게 영향을 미치는 것으로 나타났다.

• Proceedings of the Korean Society of Medical Physics Conference
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• 2004.11a
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• pp.149-152
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• 2004

물 흡수선량 표준에 토대를 두고 있는 프로토콜에서는 저에너지 전자선의 경우 평행평판형이온함의 사용과 기준 선질 $^{60}$CO 감마선의 물 흡수선량 교정정수를 받은 원통형이온함을 사용하여 고에너지 전자선에서 평행평판형이온함을 교차교정하도록 권고하고 있다. 따라서 본 연구에서는 국제원자력기구의 프로토콜(IAEA TRS-398)에서 권고하고 있는 절차에 따라 저에너지 전자선에 대한 원통형이온함의 선질보정정수를 계산하고, 원통형이온함과 평행평판형이온함의 교정방법에 따른 흡수선량을 상호 비교하였다. 그 결과 전자선에너지 10 MeV 이상에서는 두 이온함간의 선량이 잘 일치하였으나 전자선에너지 6, 9 MeV에서 최대 3.3%까지 선량 차이를 보여 저에너지 전자선에서는 반드시 평형판판형이온함의 사용하여 선량측정 할 것을 권고한다. 교정방법 차이에 의한 평행평판형이온함의 선량은 서로 잘 일치하는 것으로 나타나 표준기관에서 직접 교정받은 $^{60}$Co 감마선의 물 흡수선량교정정수를 사용하여 전자선 물 흡수선량을 결정해도 큰 영향은 없을 듯하다. 또한 평행평판형이온함을 교차 교정하기 위한 전자선 에너지에 따른 흡수선량을 상호 비교한 결과 20MeV이외 12, 16 MeV의 전자선 에너지에서도 잘 일치하여 교차교정을 위한 전자선의 기준 선질에 대한 연구가 더 진행되어야 한다고 사료된다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2009.06a
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• pp.221-222
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• 2009

SiN 박막을 Pulsed-PECVD를 이용하여 증착하였다. 박막특성으로는 굴절률, 플라즈마의 특성으로는 이온 에너지 분포를 duty ratio의 함수로 분석하였다. 50-100%의 범위에서 duty ratio의 감소에 따라 고 이온 에너지는 크게 증가하였으며, 반대로 저 이온 에너지는 감소되었다. 굴절률은 duty ratio의 감소에 따라 증가되었으며, 모든 duty ratio의 변화에서 1.75-1.81 사이에서 변화하였다. 40-90%의 duty ratio에서 저 이온 에너지 플럭스보다 고 이온 에너지 플럭스가 높았다. 한편, 굴절률의 변화는 $N_h$의 변화에 가장 밀접하게 연관되어 있음을 확인할 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.211-212
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• 2011

플라즈마를 제어하기 위해서는 플라즈마의 온도, 밀도, 에너지 분포등과 같은 플라즈마의 특성을 정확히 측정할 수 있어야한다. 핵융합발전에서는 플라즈마를 발생하기 위하여 플라즈마의 온도, 밀도 등 각종 변수들을 시공간적으로 계측, 분석할 수 있는 진달설비를 사용하고 있으며, 정확한 플라즈마 제어와 측정을 위한 새로운 진단기술을 개발하고 있다. 그리고 중요한 변수중에 하나인 플라즈마 이온온도를 측정하기 위해 중성입자 검출법이 잘 알려져 있다. 이 실험은 수소 중성입자가 토카막 내부의 플라즈마 이온과 충돌하면서 생성된 고속 중성입자의 에너지를 분석하는 실험이다. 본 연구의 실험방법은 수소 중성입자를 이온빔 장치에서 이온화 시킨 후 자체 제작한 가속기를 통하여 가속시켜 에너지 특성을 분석을 하는 것이다. 본 연구의 실험장치로 에너지 교정용 100 keV 이온빔 소스를 제작 하였고 이온빔 장치 내부에 수소기체를 주입하고 기체방전을 일으켜 플라즈마를 발생시켰다. 이온빔 외부에는 팬을 설치하고 전도성이 강한 물 대신 전도성이 약한 오일을 사용하여 냉각 하였다. 이온빔 장치와 결합될 이온 가속장치는 지름 300 mm, 두께 2 mm의 원형 구리판을 여러층으로 쌓아 전극으로 제작하였고 전극과 전극 사이에서 코로나 방전과 스파크를 방지하기 위해 전극 둘레에 코로나링을 설치 하였다. 또한 전극 사이마다 1G${\Omega}$의 저항을 설치한 후 고전압을 생성하여 이온 가속 효율을 증대시켰다. 진공시스템으로는 Alcatel사의 CFF100 터보분자 펌프와 우성진공사의 MVP24 진공로타리펌프를 결합하여 사용하였으며, 진공도측정은 Alcatel사의 ACS1000 장치를 사용하였다. 고진공후 고속 중성입자의 이온화와 에너지 측정을 위한 전하교환기를 설치하였다. 전하교환기로는 진공시스템을 별도로 설치하고 비용이 비교적 많이 드는 기체형 전하교환기 대신 소형화가 가능하고 유지보수가 좋은 고체형 전하교환기 제작하여 실험 하였다. 전하교환기에서 이온화된 고속 중성입자가 전기장이나 자장에 영향을 받았을때 에너지분포를 디텍터를 통해 측정하였다. 즉, 이온화된 중성입자의 에너지가 실리콘 다이오드를 통해 전압 펄스 신호로 변환되고 이차 증폭기를 통해 전압 펄스 신호들이 증폭한다. 에너지 측정을 위한 디텍터는 소형화가 가능하고 비용이 비교적 적게 드는 실리콘 다이오드를 설치하였다. 본 연구결과 중성입자 에너지 분석 장치가 실제 핵융합 장치의 플라즈마 이온온도와 특성 측정에 적용할 수 있으며, 앞으로 개발될 여러 형태의 응용 플라즈마 발생장치의 플라즈마 진단에 이용될 것으로 기대한다.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.4 no.2
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• pp.201-209
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• 1995

고밀도 helicon wave 플라즈마의 특성 및 이온 에너지 분포에 관하여 연구하였다. Helicon wave에 의하여 고밀도의 플라즈마를 형성시키는 helicon mode와 capacitive field가 지배적이어서 electrostatic 방전이 되어 저밀도의 플라즈마를 형성시키는 low mode가 존재하는 것을 관찰하였다. rf modulation된 플라즈마 전위가 이온 에너지 분석기를 통하여 얻어지는 이온 에너지 분포에 미치는 영향을 이론 및 실험적으로 관찰하였다. 이온 에너지 분포의 분석을 통하여 low mode에서는 플라즈마 전위가 rf 주파수로 Vp-p의 크기로 modulation되는 것을 확인하였다. Helicon mode에서는 inductive field가 capacitive field보다 우세하기 때문에 플라즈마 전위의 rf modulation은 일어나지 않았다.