• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.224-225
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• 2011

전자 사이클로트론 공명 이온원(Electron Cyclotron Resonance Ion Source; ECR 이온원)을 사용하여 다가(multi-charged) 이온빔을 인출하고 이온들을 분리하였다. 사용된 ECR 이온원은 그림 1과 같은 구조를 가진다. 그림 1에서 축자장을 만드는 자석(axial magnet)은 세 뭉치의 상전도 전자석으로, 그리고 육극자장을 만드는 자석(hexapole magnet)은 영구자석으로 되어 있으며 14.5 GHz 고주파는 도파관을 통하여 용기의 축과 평행한 방향으로 입사된다. 헬륨, 아르곤, 메탄(CH4), 이산화탄소(CO2)를 사용하여 빔 인출 및 이온 분리 실험을 진행하였으며, 본 논문에서는 운전조건의 최적화 과정을 수행하기 전에 진행된 초기 실험결과들에 대하여 논의한다. 그림 2는 헬륨을 사용한 경우의 질량 스펙트럼이다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 1994년도 제6회 학술발표회 논문개요집
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• pp.38-39
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• 1994

• 한국진공학회지
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• 제3권3호
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• pp.331-336
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• 1994

Electron cyclotron resonance plasma chemical vapor deposition (ECRPCVD) 장치에서 공정변 수에 따른 수소플라즈마 특성을 조사하였다. 균일한 플라즈마 밀도를 얻기 위하여 전자공명층이 기판과 평행하게 형성되도록 정자장 코일을 설계하였으며 기판근처에 부가적으로 형성된 multicusp field 에의 해서 기판 근처에서의 플라즈마 균일도를 개선시킬수 있었다. 또한 절연된 공진실과 기판에의 독립적인 DC bias에 의해서 기판으로 입사하는 하전입자들이 에너지와 유량을 조잘할 수 있었다. 이러한플라즈마 특성을 갖는 ECRPCVD장치를 다양한 특성을 갖는 박막 합성에 응용할 수 있으리라 사료된다.

• 한국자기학회지
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• 제25권5호
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• pp.149-155
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• 2015

자성박막의 미세패턴 소자 제작을 위해 전자 사이크로트론 공명(electron cyclotron resonance; ECR) Ar 이온밀링 시스템을 제작하였다. 소자 식각에 적용한 ECR 이온밀링 시스템에서 주파수 2.45 GHz 파장 12.24 cm의 마이크로파 소스인 마그네트론은 전력 600 W에 의해 가동되어 파장의 정수배에 맞추어 만든 도파관을 통하여 전달되도록 설계하였다. 마이크로파 주파수와 공명시키기 위해 전자석으로 908 G의 자기장을 인가하였고, 알곤 개스를 cavity에 유입시켜서 방전된 이온들은 그리드 사이에 인가한 약 1000 V의 가속전압에 의한 에너지를 갖고 표면을 밀링한다. 이것을 이용하여 다층구조 GMR-SV(giant magnetoresistance-spin valve) 자성박막에 광 리소그래피, 이온밀링 및 전극제작 공정과정을 마치고 폭이 $1{\mu}m$에서 $9{\mu}m$까지의 소자들을 제작하여 광학현미경으로 소자 크기를 관찰하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.297-297
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• 2010

KSTAR 토카막의 두번째 실험 캠페인 동안 고속파 전자가열 (FWEH)을 위한 ICRF 고주파입사 실험을 실시하였다. 토로이달 자기장은 2 T, 플라즈마 전류는 200-300 kA, 주반경은 1.8 m, 부반경은 0.5 m의 원형 플라즈마가 가열 대상이 되었으며, 네개의 ICRF 안테나 전류띠 가운데 중심부의 두개의 전류띠를 최대 300 kW로 구동하기 위한 운전 주파수는 44.2 MHz가 선택 되었다. 이 주파수는 플라즈마의 모든 영역에서 이온 사이클로트론 공명을 일으키지 않으므로 플라즈마에 흡수되는 대부분의 출력은 전자에게 전달될 것으로 기대되었다. 낮은 고주파-플라즈마 결합으로 인하여 전송선의 최대 고주파 전압이 허용치를 초과하기 때문에 비교적 낮은 최대 출력만이 허용 되었으나, ECE에 의해 관측된 전자의 온도는 국지적으로 최대 150 % 까지 증가하는 것을 확인 할 수 있었다. 낮은 고주파-플라즈마 결합의 첫번째 원인은 FWEH의 효율이 이온을 가열할 때 보다 상대적으로 낮기 때문이다. 플라즈마 내에 이온 사이클로트론 공명층이 형성되면 높은 효율로 고주파를 입사 할 수 있다는 것은 잘 알려진 사실이다. 또다른 원인은 D 형상의 플라즈마에 맞도록 만들어진 안테나와, 원형 플라즈마간의 부조화로 인하여 고속파 차단층이 (Fast Wave Cutt-off Layer) 평균적으로 넓게 형성되기 때문이다. 플라즈마 외곽에 반드시 존재하는 낮은 플라즈마 밀도의 고속파 차단층 내부에서, 중심부로 향하는 고주파의 진폭은 지수함수로 감쇠하므로 가능하면 플라즈마 밀도를 높여 차단층 자체의 폭을 줄이거나, 안테나 전류띠를 플라즈마에 바짝 접근시켜야만 한다. 고주파 진단 장치로는 송출기의 출력과 반사파 측정 장치, 공명루프의 전압 측정 장치가 있는데, 이것들을 이용하여 안테나에 전달되는 출력 및 고주파-플라즈마 결합 효율을 나타내는 플라즈마에 대한 고주파 부하 저항을 구할 수 있다. 측정 결과, 부하 저항의 최소값은 진공시 또는 ICRF만의 방전시의 값 0.25 Ohm 보다 큰 0.5 Ohm을 나타냈으며, 최대값은 플라즈마의 상태에 따라 1 Ohm에서 2 Ohm 사이에서 매우 빠르게 요동하는 것을 확인했다. Mm 파 반사계의 측정에 의하면 플라즈마 언저리의 위치가 약 3 cm 정도의 크기로 요동하는 것으로 나타났는데, 부하 저항과 언저리 위치의 파형이 정확하게 일치하지 않지만 유사한 경향성을 가진 것으로 보인다. 따라서 플라즈마 언저리 위치의 제어를 통하여 가열 효율을 높게 유지할 수 있음을 알 수 있다. 본 발표에서는 실험의 소개와 함께 부하 저항의 관점에서 가열 효율을 높일 방안을 토론하도록 한다.

• 전자공학회논문지A
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• 제31A권4호
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• pp.63-69
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• 1994

The Ultrahigh Vacuum Electron Cyclotron Resonance Chemical Vapor Deposition(UHV-ECRCVD) system whose base pressure is 1${\times}10^{9}$ torr has been constructed. In-situ cleaning prior to the epitaxial growth was carried out at 56$0^{\circ}C$ by ECR generated uniform hydrogen plasma whose density is $10^{10}/cm{3}$. The natural oxide was effectively removed without damage by applying positive DC bias(+10V) to the substrate. RHEED(Reflection High Energy Electron Diffraction) analysis has been used to confirm the removal of the surgace oxide and the streaky 2$\times$1 reconstruction of the Si surface, and the suppression of the substrate damage is anaylized by X-TEM(cross-sectional Transmission Electron Microscopy). Surface cleaning technique by ECR hydrogen plasma confirmed good quality epitaxial growth at low temperature.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제11권6호
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• pp.447-452
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• 1998

The selective dry etching of GaAs to Al\ulcornerGa\ulcornerAs using $BCI_3/SF_6$ gas mixture in electron cyclotron resonance(ECR) plasma is investigated. A selectivity of GaAs to AlGaAs of more than 100 and maximum etch rate of GaAs are obtained at a gas ratio $SF_6/BCI_3+SF_6$ of 25%. We verified the formation of $AlF_3$ on $Al_{0.25}Ga_{0.75}As$from the Auger spectra which enhanced the etch selectivity. In order to investigate surface damage of AlGaAs caused by ECR plasma, we performed a low temperature photoluminescence(PL) measurement as a function of RF power. As the RF power. As the RF power increases, the PL intensity decreases monotonically from 50 to 100 Wand then repidly decreases until 250 W. This behavior is due to surface damage by plasma treatment. This dry etching technique using $BCI_3/SF_6$ gas mixture in ECR plasma is suitable for gate recess formation on the GaAs based pseudomorphic high electron mobility transistor(PHEMT)

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제11권5호
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• pp.365-370
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• 1998

We studied a electrical properties in GaAs/AlGaAs/InGaAs pseudomorphic high electron mobility transistors(PHEMT s) recessed by electron cyclotron resonance(ECR) plasma and wet etching. Using the $NH_4OH$ solution, a nonvolatile AlF$_3$layer formed on AlGaAs surface after selective gate recess is effectively eliminated. Also, we controlled threshold voltage($V_th$) using $H_3PO_4$ etchant. We have fabricated a device with 540 mS/mm maximum transconductance and -0.2 V threshold voltage by using $NH_4OH$ and $H_3PO_4$dip after ECR gate recessing. In a 2-finger GaAs PHEMT with a gate length of 0.2$\mu m$ and width of 100 $\mu m$, a current gain of 15 dB at 10 GHz and a maximum cutoff frequency of 58.9 GHz have been obtained from the measurement of current gain as a function of frequency at 12mA $I_{dss}$ and 2 V souce-drain voltage.

• 한국진공학회지
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• 제19권6호
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• pp.467-474
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• 2010

한국기초과학지원연구원 부산센터에서 개발 중인 28 GHz ECRIS에 대한 마이크로파 패킷의 전파와 흡수에 대한 분석을 제한된 변수 범위 내에서 실시하였다. 28 GHz 자이로트론에서 발생된 마이크로파는 도파관 시스템을 거쳐 자기장 및 플라즈마 캐비티의 축방향으로 입사된다. 축방향 자기장만을 고려한 분석적 Ray Tracying에 의하면 고자기장 영역에서 준 종파로 입사된 전자기 파동의 패킷은 전자 사이클로트론 공명 영역으로 진행함에 따라 바깥 방향에서 안쪽 방향으로 방향을 바꾼다. 따라서 일정 수준의 전자밀도가 유지되면 입사 초기에 발산하던 파동은 공명에 의하여 플라즈마로 흡수되기 전에 전도체인 플라즈마 캐비티 벽에 충돌할 가능성이 크지 않음을 확인하였다. 또한 플라즈마로의 흡수율이 매우 크므로 인출부 벽에서 반사될 가능성도 크지 않다.

• 한국진공학회지
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• 제6권4호
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• pp.354-358
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• 1997

다양한 질소 압력, 플라즈마 파워 상태에서 사파이어 기판위에 전자 사이클로트론 공명 MBE로 제작한 wurtzite GaN의 결정특성을 XRD의 반치폭, 주사전자 현미경으로 조 사하였다. 질소 압력은 XRD의 반치폭에 커다란 영향을 미치고 있으며 최적 질소 압력에서 제작한 시료에는 높은 dislocation density를 포함하고 있음을 알았다. 이러한 결과들은 갈륨 질소의 결정질(crystal quality)은 플라즈마 상태에 매우 민감하며 또한 스트레스 완화는 V/ III비에 의존하고 있음을 나타낸다. 그렇지만 사파이어 기판의 nitridation은 스트레스 완화에 커다란 영향을 미치지 않고 있었다.