• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.149.1-149.1
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• 2014

전자총의 방출전류량과 소스크기, 그리고 방출 각전류밀도(angular current density)를 측정함으로서 얻어지는 전자총의 휘도(brightness)는 대물렌즈의 수차와 더불어 전자현미경의 성능을 좌우한다. 국내업체의 전자현미경은 대부분 상대적으로 휘도가 낮지만 작동압력이 10-5 Torr의 이하여서 제작과 사용이 용이한 텅스텐 필라멘트 열전자총을 채용하고 있다. 주사전자현미경의 성능을 좌우하는 프로브 크기와 전류량은 광학계의 배율과 전자총의 휘도에 의해서 결정되며, 설계시 전자현미경의 사양을 결정하기 위해서는 전자총의 휘도 측정이 필수이다. 한국표준과학연구원에서는 국내에서 생산되는 전자현미경용 열전자총의 휘도를 측정하기 위해, 전자총의 방출 각전류밀도와 소스 크기를 측정할 수 있는 전자총 휘도 측정 시스템을 개발하고 있다. 본 발표에서는 개발중인 시스템의 측정 원리를 기술한다. 또한 외부 자기장에 의한 교란을 방지하기 위해 연자성 재료인 연강으로 제작한 진공챔버의 진공특성을 보고한다.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.14 no.4
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• pp.258-262
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• 2005

We report on the field emission properties from vertically aligned carbon nanotubes (CNTs) produced by a triode PECVD with a SiNx capping layer on metal catalyst. It is found that the CNTs density can be controlled by the capping layer thickness and decreases with increasing SiNx thickness. The CNT density of $\~$ 104/$cm^{2}$ exhibited highest electron emission characteristics, the threshold field of 1.2 V/$\mu$m and the current density of 0.17 mA/$cm^{2}$ at 3.6 V/$\mu$m. We have carried out investigation of electron emission stability under ambient gas of N2. The electron emission stability was improved with decreasing CNT density. Under $1\times$$10^{-5}$ Torr ambient pressure, the CNTs in 5 $\mu$m hole show electron emission current higher than $1\times$$10^{-4}$ A/cm2 and it's electron emission uniformity has $2\%$.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.11 no.2
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• pp.108-112
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• 2002

We investigated the secondary electron emission characteristics of MgO layer used as the protecting material in a.c. plasma display panel(a.c.-PDPs) using a pulsed ion beam technique, where the surface charging can be effectively suppressed during the measurement. The measurement of the secondary electron emission coefficients ($\gamma$) on the surface of $SiO_2$ was carried out and then, it was found that the yields were dependent on incident ion energies. In addition, it was clearly demonstrated that the sputtering on MgO surface leads to lower yields, which suggests that the surface plays a key role on the operating conditions, such as life time, fast response, and etc.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.215.1-215.1
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• 2016

플라즈마는 반도체, 디스플레이, 태양전지 등 다양한 산업 분야에 이용된다. 플라즈마 공정 시 수율 향상을 위해 플라즈마를 진단하는 기술이 필요한데, 대표적으로 전자온도가 있다. 반도체 공정의 낮은 압력과 높은 밀도의 플라즈마에서 전자온도는 1~10 eV 정도인데, 0.5 eV정도의 아주 적은 차이로도 공정 결과에 큰 영향을 미친다. 플라즈마의 전자온도를 측정하는 방법은 전기적 탐침 방법인 랑뮤어 탐침(Langmuir Probe)과 와이즈 프로브(Wise Probe)를 이용한 방법, 그리고 광학적 방법인 방출분광법(OES : Optical Emission Spectroscopy)이 있다. 전기적 탐침 방법은 직접 플라즈마 내부에 탐침을 넣기 때문에 불활성 기체를 사용한 공정에서는 잘 작동하지만 건식식각이나 증착에 사용할 경우 탐침의 오염으로 인한 오동작, 공정 시 생성된 샘플에 영향을 줄 수 있다는 단점이 있다. 반면에 방출분광법은 광학적 진단으로, 플라즈마를 사용하는 공정 진행 중에 외부에 광학계를 설치하여 플라즈마에서 발생하는 빛을 광학적으로 분석하기 때문에 공정에 영향을 미치지 않고, 공정 장비에 적용이 쉬운 장점을 가지고 있다. 본 연구에서는 RF Power를 인가한 유도결합플라즈마(ICP : Inductively Coupled Plasma) 공정에서 아르곤 가스와 산소 혼합가스 분압과 인가전압을 변화시켜 플라즈마 방출광 세기 변화에 따른 전자온도를 측정하였다. 전자온도 측정에는 전기적 방법인 랑뮤어 탐침, 와이즈 프로브를 이용한 방법과 광학적 방법인 방출분광법을 사용하여 측정하였으며 이를 비교 분석하였다.

• Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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• 2002.07a
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• pp.238-239
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• 2002

본 연구에서는 굴절율이 서로 다른 경계면 근처에 원자가 놓여있는 경우, 조건 변화에 따른 원자의 자발방출의 변화에 대해 다루었다. 굴절율이 작은 쪽의 경계에 있는 원자간 여기상태에 있는 경우, 양쪽 매질로 자발방출이 가능하다. 굴절율이 작은 방향으로의 자발방출은 자유공간에서의 자발방출과 별 다를바가 없다. 그러나 굴절율이 큰 방향으로의 자발방출의 경우에는 원자가 에바네슨트 파와 상호작용하여 방출하는 경우가 나타나므로 전자와는 다르게 접근해야 한다. (중략)

• 대한방사선방어학회:학술대회논문집
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• 2010.04a
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• pp.176-177
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• 2010

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.276-277
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• 2012

플라즈마 아킹은 PECVD, 플라즈마 식각 그리고 토카막과 같은 플라즈마를 이용하는 여러 공정과 연구 분야에서 문제가 되어왔다. 하지만, 문제의 중요성과 다르게 아킹에 대한 본질적인 연구는 아직 미비한 상태이다. 플라즈마 아킹은 집단전자방출(collective electron emission)에 의한 스파크 방전(spark discharge) 현상이다. 집단전자방출은 전계방출(field emission)이나 플라즈마와 쉬스를 두고 인접한 표면위에서의 유전분극(dielec emission)에 의해 발생한다. 우리는 CCP 플라즈마를 이용해 micro-arcing(MA)을 일으키고 랑뮈르 프로브를 이용해 MA 동안의 플로팅 포텐셜의 변화를 측정한다. MA시 PM-tube를 이용해 광량의 변화를 측정하고 플로팅 포텐셜을 fast-imaging과 동기화 시켜 MA 발생 메커니즘을 유추한다. 우리는 $30{\times}20$ cm 크기의 사각 전극을 위 아래로 가진 챔버에서 Ar 가스를 RF (13.56 MHz) 파워를 이용해 방전시켰다. 방전 전압과 전류는 파워 전극 앞단에서 High voltage probe (Tektronix P6015A)와 Current probe (TCPA300 + TCP312)를 이용해 측정했다. 플라즈마 아킹시 변하는 플라즈마 플로팅 포텐셜은 챔버 중앙에 위치한 랑뮈프 프로브에 의해 측정되고 챔버 옆의 뷰포트 앞에 위치한 PM-tube를 이용해 아킹시 변하는 광량을 측정하고 Intensified CCD를 이용해 fast-imaging을 한다. 또한 CCD 앞에 band pass filter를 부착하여 MA의 발생 메커니즘을 유추한다. RF 방전에서의 플라즈마 아킹은 아킹시 플로팅 포텐셜의 변화에 의해 크게 세부분으로 나눌 수 있다. 아킹 발생과 동시에 급격히 감소하는 감소부분(약 2 us) 그리고 감소한 포텐셜이 유지되는 유지부분(약 0~10 ms) 그리고 감소했던 포텐셜이 서서히 원래 상태로 회복되는 회복부분(약 100 us)이다. 아킹 초기시 방출된 집단 전자들은 쉬스를 단락시키게 되고 이로 인해 플로팅 포텐셜은 급격히 감소하게 된다. 이렇게 감소한 플로팅 포텐셜은 아킹 스트리머가 유지되는 한 계속 감소한 상태를 유지하게 된다. 그리고 플라즈마를 섭동했던 집단전자방출이 중단되면 플라즈마는 섭동전의 원래 상태로 회복된다. 플라즈마 아킹 발생시 생성되는 순간적으로 많은 전자들을 국소적으로 생성하게 되고 이 전자들에 의해 광량이 순간적으로 증가하게 된다. PM-tube (750.4 nm)에 의해 측정된 아킹시 광량은 정상방전 상태의 두배 가량이 된다. 그리고 이 순간적으로 증가된 광량은 시간이 지남에 따라 감소하게 되고 정상방전 일때의 광량이 된다. 광량이 증가한 후 정상방전상태의 광량에 이르는 부분은 플로팅 포텐셜이 감소한 상태에서 유지되는 부분과 일치하고 이는 플로팅 포텐셜의 유지부분동안 집단전자방출이 있다는 간접적인 증거가 된다. 그리고 정상 방전 상태 일때의 광량이 되면 집단전자방출이 중단되었다는 것이므로 그 시점부터 플로팅 포텐셜은 정산 방전상태 일때의 포텐셜로 복구되기 시작한다. 이처럼 PM-tube를 이용한 아킹 광량 측정은 아킹 스트리머를 간접적으로 측정하게 하고 집단전자방출을 이용해 아킹 시의 플로팅 포텐셜의 변화를 설명하게 해 준다.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.2 no.3
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• pp.325-330
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• 1993

실리콘 gate의 MOS 전자 턴넬링 전극을 구성하여 그 특성을 조사하였다. 전자 방출은 전 gate 영역에서 MOS diode의 전위차를 지나는 턴넬링에 의하여 일어나고 안정하였다. 측정된 전류에서 산화막과 gate에서의 열전자의 충돌을 연구하였다. 방출된 전류는 압력에 관계없이 일정하였다.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.17 no.2
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• pp.90-95
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• 2008

We studied the effect of thermal annealing and hydrofluoric (HF) acid treatment on the field emission properties of carbon nanotube field emitter arrays (CNT-FEAs) grown with the resist-assisted patterning (RAP) process. After thermal and HF treatment, it was observed that the electron emission properties were remarkably improved. The enhanced electron emission was also found to depend strongly on the sequence of the treatments; the electronemission current density is 656 $mA/cm^2$ with the process of thermal treatment prior to HF treatment while the current density is reduced by 426 $mA/cm^2$ with the reversal processes. This is due to the increased crystalline structure by thermal annealing and then strong fluorine bond was formed by HF treatment.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.256.1-256.1
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• 2014

21세기 정보화 시대의 도래와 함께 반도체 및 디스플레이 분야는 고부가가치산업으로 급격히 성장하였고, 현재까지도 미래의 지속적인 시장 창출을 위하여 기술개발과 투자로 초미세화, 고효율, 대면적화에 대한 원천기술 확보가 중요시되고 있다. 반도체 및 디스플레이의 대면적화가 진행됨에 따라 플라즈마 공정장비의 대면적화도 활발히 기술개발이 진행되고 있으며, 대면적화에 있어 플라즈마의 공간균일도는 생산수율 및 공정균일화를 위해 기본적으로 평가되어야 하는 중요한 지표가 되었다. 하지만 종래의 진단법들은 대면적 플라즈마 진단에 매우 제한적이기 때문에 본 연구에서는 대면적 플라즈마의 공간균일도 평가를 위해 플라즈마의 방출광 측정을 기초로 하는 진단계를 개발하였다. 플라즈마 방출광을 이용한 진단은 플라즈마에 섭동을 주지 않고 전자온도의 변화 및 공간균일도를 평가할 수 있다. 이 진단법은 두 마주보는 한쪽 면이 평평한 볼록렌즈(plano-convex lens)로 이루어진 수광시스템과 역변환 알고리즘을 통해 선 적분된 방출광으로부터 플라즈마 방출광의 국지적 정보를 측정하는 것이다. 플라즈마와 같이 크기가 큰 광원의 경우 렌즈 광학계에서 필연적으로 수반되는 선적분된(chord-integrated) 방출광을 제거하기 위해 구조에 따른 시스템 함수를 이용한 푸리에 변환 알고리즘을 개발하였고, 이를 통해 렌즈 초점거리의 정확한 방출광 세기만 재구성하였다. 이러한 재구성 방법을 이용하여 렌즈의 거리를 움직이며 대면적 플라즈마의 방출광 분포측정을 수행하였고, 이에 대한 결과를 발표하고자 한다.