• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
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• pp.25-26
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• 2009

Pulsed-PECVD를 이용하여 상온에서 실리콘 나이트라이드(SiN) 박막을 증착하였다. 본 연구에서는, 60-100%의 duty ratio 변화에 따른 굴절률을 살펴보고, 굴절률에 대한 이온에너지의 영향을 분석했다. RF 소스파워는 900W로 고정하였고 $SiH_4-N_2$를 이용하였다. 이온에너지에 대한 정보는 non-invasive 이온 분석기를 이용하여 수집하였다. 측정된 이온에너지 변수는 high ion energy, low ion energy, high ion energy flux, low ion energy flux이며, 이를 이용해 또 다른 변수인 ion energy flux ratio를 계산하였다. Duty ratio의 감소에 따라 굴절률은 일반적으로 감소하였다. 또한 duty ratio의 감소에 따라 high ion energy는 증가하였다. 한편, 60-80%에서 굴절률은 이온에너지 flux의 비에 강한 의존성을 보였으며, 60%를 제외한 모든 duty ratio 구간에서 굴절률은 Nl에 강하게 영향을 알고 있는 것으로 유추되었다. 굴절률은 1.508와 1.714 사이에서 변화하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.209.1-209.1
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• 2016

우리에게 잘 알려져 있지 않은 강장동물 히드라는 뛰어난 세포 분열 능력을 가지고 있다. 출아(무성생식)를 하면서도 환경에 따라 유성생식을 하기도 하는 몇 안 되는 생물 중 하나인 히드라는 재생능력이 강하여 몸의 200분의 1만 잘려도 재생을 할 수 있는 능력을 가지고 있다. 이러한 히드라의 재생능력을 높은 에너지인 플라즈마에 노출시켜 보았다. 플라즈마는 열, 빛, 화학 활성종, 이온, 전자를 발생하며 이 중 열 및 화학적 자극을 중심으로 관찰하였다. 생물이 수용할 수 있는 열에너지를 넘게 받는다면 그 성질이 변하는 점을 이용해 액체 방전소스를 이용하여 플라즈마의 열적인 효과를 주었고, DBD소스로는 약 염기를 띠는 라디칼(활성종)용액을 배양액으로 만들어 히드라에게 배양시켜 히드라의 생장능력 변화를 알아보았다. 생장능력의 변화는 히드라의 개체 수를 통해 관찰하였다. 플라즈마를 발생시키는 소스는 다양하며 그 중 이번 실험에서는 액체 방전 소스와 DBD를 이용하였다. 액체방전 소스는 누전을 막기 위해 세라믹 관에 금속선을 넣어 고전압을 인가하여 방전하였고, DBD(Dielectric Barrier Discharge의 약어)는 유전체 장벽을 이용하여 기체를 방전시키는 방식이다. DBD는 주로 살균 용도로 연구 중이며, DBD는 주변 기체들을 반응시켜 라디칼을 상당히 만들어 낼 수가 있다. 한편, 생물학에서 주목 받고 있는 히드라는 200분의 1만 잘려도 재생이 되는 재생능력을 갖고 있다. 히드라의 이러한 생장 및 재생속도는 생체모방 기술로도 주목을 받고 있다. 이번 실험은 최근 연구되고 있는 플라즈마의 효과를 히드라에 적용한 것으로 플라즈마의 간접적인 영향이 히드라에 어떠한 영향을 줄 것인지 알아보았다. 간접적인 영향으로는 크게 열적인 요인과 화학적인 요인으로 나누어 관찰하였다. 실험을 통해 히드라의 변화를 알아보고 그 결과가 실용가능한지를 알아보고자 한다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.170.2-170.2
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• 2016

DLC(Diamond like Carbon)는 Diamond와 유사한 물리화학적 특성을 보유한 막으로 고경도 및 우수한 내마모성, 화학적 안정성의 특성을 가지고 있다. DLC는 크게 카본의 막 형성 공정에서 카본 소스에 따라 수소가 포함된 DLC와 무수소DLC로 구분된다. Tetrahedral amorphous carbon (ta-C) 박막은 DLC 박막 중에서 가장 다이아몬드와 유사한 특성을 가지는 박막으로, a:C-H에 비해 높은 열적안정성, 경도(50~60 GPa) 및 내마모 특성이 우수하여, 현재 다양한 응용분야에 적용하고 있다. 본 연구에서는 무수소 DLC 형성을 위해 자장필터가 장착된 Filtered Vacuum Arc Source(FVAS)를 자체적으로 개발하여 연구를 진행하였다. FVAS 장비는 카본 이온 발생부와 Plasma Duct 부위, 전자석부위 구성되어 있으며, 본 연구에서는 Plasma Duct 부위의 Bias 제어를 통해 음극에서 기판으로 이동하는 카본이온의 에너지와 flux 변화를 통한 박막 증착 거동 및 물성 연구를 진행하였다. Plasma Duct Bias 변화는 각 0, 5, 10, 15, 20 V 조건으로 진행하였으며, 물성 평가는 경도(Hardness), 마찰계수, 응력(Stress), 전기전도 특성에 대한 분석을 진행하였다. 박막의 증착 거동에서는 Plasma Duct bias 변화에 따라10 V에서 가장 높은 증착 거동을 가지다 감소하는 경향을 확인 하였으며, 박막의 물성 특성 평가 시에도 이와 유사하게 특성의 차이를 관찰하였다. 이는 음극부위에서 형성된 카본이온이 기판에 도달 시에 Plasma Duct Bias 변화에 따라 이온의 Flux 및 에너지 변화로 인해 박막의 밀도 및 ta-C 막의 물성 변화로 예상되며, 이를 분석하기 위해 라만분석 및 기판 도달 에너지 분석을 진행하였다

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.216-216
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• 2016

마이크로웨이브를 이용한 플라즈마 소스의 경우 동작 압력 범위가 넓고 전자가열이 효율적이며, 낮은 이온에너지를 갖는 고밀도의 플라즈마를 발생시킬 수 있는 장점이 있어 최근 많은 연구가 되고 있다. 그 중에서 본 연구에 이용된 선형 안테나를 사용하는 마이크로웨이브 플라즈마 장치는 구성이 간단하고, 직 병렬 결합을 통해 고효율, 고밀도의 플라즈마 생성이 가능한 장점이 있다. 본 연구에서는 선형 안테나를 사용하는 마이크로웨이브 플라즈마 소스의 구조에 따른 특성 변화를 2차원 유체 시뮬레이션을 통하여 검증하였다. Maxwell's equation, Continuity equation, Electromagnetic wave equation 등을 이용해 동축관의 유전율과 Gap size에 따른 특성 변화를 관찰하였다. 동축 형태의 도파관을 따라 전달되는 Wave의 파장을 조절하도록 구조를 변화시켜 플라즈마 특성의 변화를 관찰하고 분석하였다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.155-157
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• 2009

3성분계 Ti-Si-N코팅은 $N_2$와 Ar 혼합가스 분위기하에서 Ti 소스는 아크 이온 플레이팅, Si 소스는 직류 마그네트론 스퍼터링 증착기법을 이용해 스테인리스 스틸 기판위에 합성되었다. Ti-Si-N 코팅에서 Si 함유량이 증가함에 따라 주상정 구조가 TiN 나노결정질을 $SiN_x$ 비정질이 둘러싸고 있는 독특한 나노복합체구조로 변화되었다. 상온 NaCl 3wt% 용액에서 Anodic Polarization measurement 법으로 측정된 결과에서 Si 함유량이 높아짐에 따라 나노복합체 구조로 인하여 더 우수한 내식성을 나타내었다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.37-38
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• 2007

Si Interlayer의 두께가 DLC (Diamond-like Carbon) 박막의 조도 및 미세 조직에 미치는 영향을 AFM 및 TEM을 이용하여 조사하였다. DLC 박막은 이온빔 소스를 이용하여 벤젠가스를 플라즈마 분해하여 기판에 증착하였고 기판에는 2kV의 펄스전원을 인가하였다. 기판은 Si Wafer와 초경을 이용하였으며 초경의 경우 평균조도가 20nm이하가 되도록 연마하여 사용하였다. Si Interlayer는 스퍼터링 소스를 이용하여 제조하였고 증착 시간에 따라 두께를 달리하여 약 90nm까지 변화시켰다. Si Interlayer만 증착하였을 경우 조도에 큰 차이를 나타내었으나 Interlayer 위에 DLC가 코팅되면 조도가 감소하여 Si 두께와는 상관이 없는 것으로 나타났다. 본 연구에서는 Interlayer에 두께에 따른 조도변화와 함께 피막의 조직 및 경도 변화 등에 대해 고찰하였다.

• 한국진공학회지
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• 제15권6호
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• pp.612-618
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• 2006

PTFE(polytetrafluoroethylene) 표면에 저에너지 이온빔을 조사함으로써 그의 물성을 개질하여 금속과의 접착력을 향상시켰다. 이온 조사로 인한 표면 형상 변화를 최소화하기 위하여 수소 이온을 사용하였다. 이온빔을 발생시키기 위하여 냉음극관 이온소스를 사용하였으며 사용된 이온빔의 종류는 수소 이온이고 이와 비교하기 위하여 아르곤 이온도 사용하였다. 다양한 이온 조사량에서 실험을 행하였으며 표면 처리 효과를 촉진시키기 위하여 산소 분위기 가스를 사용하였다. 처리된 PTFE와 처리하지 PTFE는 물과의 접촉각 (water contact angle) 측정, SEM 표면 이미지 관찰 등으로 평가하였고, 표면 물성 및 금속 박막과의 접착력을 알아보기 위하여 구리 박막을 증착한 후 반사율 측정 및 접착력 테스트를 수행하였다. 고분자 표면 처리에 많이 사용되는 산소 분위기 가스를 넣어주면 서 아르곤 이온빔 조사를 수행한 경우는 $1\times10^{16}\;ions/cm^2$부터 금속과의 접착력이 확보되었으나 SEM표면 관찰 결과 그의 표면이 침상 형상으로 변함을 알 수 있었다. 수소 이온으로 PTFE표면 개질을 수행하면 표면 형상은 변하지 않았으나 접착력 또한 증가하지 않았다. 그러나 수소 이온 조사시 산소 분위기 가스를 사용하면 $5\times10^{16}\;ions/cm^2$ 부터 접착력이 향상되었으며 표면도 침상형상으로 변하지 않았다. PTFE 표면 위에 구리 박막 증착 후 반사도 측정함으로써 수소 이온과 산소 분위기 가스를 사용한 경우가 표면 물성이 아르곤 이온을 사용하였을 때 보다 더 우수함을 확인하였다. 다양한 산소 유량에서 수소 이온을 조사한 결과 표면 형상 및 접착력은 산소 유량에 많이 의존함을 확인하였고 따라서 적당한 산소 분위기 가스 유량에서 수소 이온을 PTFE 표면에 조사한다면 금속과의 높은 접착력 및 우수한 표면 물성을 얻을 수 있음을 알 수 있었다.

• 한국결정성장학회지
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• 제7권1호
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• pp.143-150
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• 1997

본 연구는 수소로 희석된 $B_2H_6$를 도판트 소스 가스로 사용하여 이온 질량 주입(ion mass doping)을 하였을 때 다결정 박막의 전기적 특성과 도판트의 활성화시 방사 손상(radiation damage)의 효과에 대하여 고찰하였다. 다결정 박막에서 보론(boron)의 SIMS 분석과 컴퓨터 시뮬레이션인 TRIM92를 비교해서 가장 주입 확률이 높은 이온의 종류는 $B_2H_x\;^+$(x=1, 2, 3‥‥) 형태의 분자 이온임을 알았다. 높은 에너지의 질량 이온 주입 결과 시간에 따라 변화하는 비정질화된 층의 분율이 다결정 박막 내에 연속적인 비정질 충으로 존재하였다. 주입 이온의 질량 분리가 일어나지 않는 이온 질량 주입법(ion mass doping technique)에 의해 비정질화는 유발된다. 손상된 시편의 중간 열처리 온도 범위에서 도판트 활성화 거동과 역 열처리(reverse annealing) 효과가 관찰되었다. 이와 같은 연구의 결과 p-채널 다결정 박막 트랜지스터의 오프 스테이트(off-state) 전류는 방사 손상(radiation damage)에 의존한다.

• 한국진공학회지
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• 제10권4호
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• pp.396-402
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• 2001

전자빔 증착기를 이용하여 1000 $\AA$의 두께를 가진 MgO박막을 구리 기판위에 상온에서 증착하였다. 스퍼터링수율 측정시 MgO 층에 충전현상을 없애주기 위해서 1000 $\AA$ 두께의 Al을 증착하였다. 갈륨 액체금속을 집속이온빔 이온원으로 사용하였다. 두 개의 정전렌즈를 사용하여 이온빔을 집속하였고, MgO에 이온빔을 주사하기 위해 편향기를 사용하였다. 가속전압의 변화에 따라 시료대 전류와 이차입자 전류를 측정하였고, 이 전류값은 소스에 인가하는 가속전압에 따라 변화되었다 MgO 박막의 스퍼터링 수율은 분석된 시료대 전류, 이차입자 전류 및 순수빔 전류의 값을 사용하여 결정하였다. 집속이온빔 장치의 가속전압이 15 kV일 때 MgO 박막의 스퍼터링 수율은 0.30으로 나왔고 가속전압의 값이 증가할 때 스퍼터링 수율이 선형적으로 증가하였다. 이러한 결과를 볼 때 집속이온빔 장치를 이용하면 MgO 박막의 스퍼터링 수율을 측정할 패 매우 효과적임을 알 수 있다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제38권2호
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• pp.95-102
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• 2001

Nano-scale의 게이트 길이를 가지는 MOSFET소자는 접합 깊이가 20∼30㎚정도로 매우 얕은 소스/드레인 확장 영역을 필요로 한다. 본 연구에서는 As₂/sup +/ 이온의 10keV이하의 낮은 에너지 이온 주입과 RTA(rapid thermal annealing)공정을 적용하여 20㎚이하의 얕은 접합 깊이와 1.O㏀/□ 이하의 낮은 면저항 값을 가지는 n/sup +/-p접합을 구현 하였다. 이렇게 형성된 n/sup +/-p 접합을 nano-scale MOSFET소자 제작에 적용 시켜서 70㎚의 게이트 길이를 가지는 NMOSFET을 제작하였다. 소스/드레인 확장 영역을 As₂/sup +/ 5keV의 이온 주입으로 형성한 100㎚의 게이트 길이를 가지는 NMOSFET의 경우, 60mV의 낮은 V/sub T/(문턱 전압감소) 와 87.2㎷의 DIBL (drain induced barrier lowering) 특성을 확인하였다. 10/sup 20/㎝/sup -3/이상의 도핑 농도를 가진 abrupt한 20㎚급의 얕은 접합, 그리고 이러한 접합이 적용된 NMOSFET소자의 전기적 특성들은 As₂/sup +/의 낮은 에너지의 이온 주입 기술이 nano-scale NMOSFET소자 제작에 적용될 수 있다는 것을 제시한다.