• 한국진공학회지
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• 제15권3호
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• pp.246-258
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• 2006

음의 고전압의 인가에 따라 반응하는 동적 플라즈마를 부하로 갖는 PSII(plasma source ion implantation) 펄스 시스템을 분석하기 위한 회로 모델을 개발하였다. 플라즈마 내에 삽입된 평판 전극 앞에서의 플라즈마 쉬스의 움직임은 동적 차일드-랑뮤어 쉬스 모델을 따르는 것으로 가정하였다. 표적 전극에 흐르는 전류는 전극에 인가되는 전압과 서로 영향을 주며 변하므로 동적 플라즈마 부하를 전압 의존 전류 원으로 표현하여 자기모순이 없는 회로 모델을 구현하였다. 회로 해석은 Pspice 프로그램을 이용하여 수행하였으며, 다양한 플라즈마 조건과 펄스인가 조건에서의 실험 결과와 비교하여 회로 모델의 타당성을 검증하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.236-236
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• 2011

본 연구 축전 결합형 고주파 플라즈마(CCP) 식각장비에 펄스 직류(Pulse DC) 전원을 인가하여 오실로스코프(oscilloscope)를 분석하여 전기적 특성을 평가하는 것이다. 펄스 직류전원 플라즈마 시스템에서는 다양한 변수를 이해하여야 한다. 본 실험에서 사용한 공정 변수는 Pulsed DC Voltage 300~500 V, Pulsed DC reverse time $0.5{\sim}2.0{\mu}s$, Pulsed DC Frequency 100~250 kHz 이었다. 실험 결과를 정리하면 1) Pulsed DC Voltage 가 증가할수록 Input voltage의 최대값은 336~520 V, 최소값은 -544~-920 V로 변하여 피크 투 피크 (peak to peak)값은 880~1460 V로 증가였다. Input current 또한 최대값은 1.88~2.88 A, 최소값은 -0.84~-1.28 A로 변하여 피크 투피크 값은 2.88~4.24 A로 증가하였다. 이는 척에 인가되는 전류와 파워의 증가를 의미한다. 2) Pulsed DC reverse time이 증가하면 Input voltage와 Input current값이 증가했다 (Input voltage의 피크 투 피크 값은 1200~1440 V, Input current의 피크 투 피크 값은 3.56~4.56 A). 3) Pulsed DC frequency가 증가하면 주기가 짧아져 Input voltage와 Input current값이 증가 한다 (Input voltage의 피크 투 피크 값은 900~1320 V, Input current의 피크 투 피크 값은 2.36~3.64 A). 결론적으로 펄스 직류 플라즈마의 다양한 전기적 변수들은 반응기 내부에 인가되는 Input voltage와 Input current의 값에 큰 영향을 준다는 것을 알 수 있었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제34권1호
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• pp.95-102
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• 2006

펄스형 플라즈마 전기추력기의 설계기술과 제어기법에 있어서는 과거의 기술에 비하여 많은 도약을 하였다. 그리고, 펄스형 플라즈마 전기추력기의 충전된 전기에너지는 추력기 구동시 중요한 비중을 차지함을 알 수 있다. 펄스형 플라즈마 전기추력기는 매 분사시 축전기에 충전된 전기에너지를 방전시켜 분사 시키므로서 추력을 얻는 장치이다. 따라서, 매 분사시 균일한 추력을 얻고자 할 경우에는 동작시점에서 균일한 전기 에너지가 충전되어 있어야 한다. 따라서, 본 논문에서는 매 분사시 균일한 추력을 얻기 위한 기법과 축전기와 추력기 엔진간의 기하학적 연결에 따른 안정성을 연구하였다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2011년도 춘계학술대회 및 Fine pattern PCB 표면 처리 기술 워크샵
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• pp.112-112
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• 2011

300 mm 웨이퍼용 도핑장치에서 2 MHz 유도결합 플라즈마와 8 kHz의 기판 바이폴라 펄스 바이어스에 의한 플라즈마에 대해 수치 계산이 수행되었다. 한 주기에서 0, -500, +100 V의 Pulse duration동안 기판 전체에 100, 500, 150 eV 부근의 이온 입사 에너지 분포를 보였으며, 이에 따라 기판 가장자리에서의 이온 입사 각도는 -30~+$30^{\circ}$ 사이에서 변화함으로서 도핑 불균일에 대한 원인을 확인하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.285-285
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• 2012

본 논문에서는 HBr, O2 gas를 사용하여 나노급 반도체 디바이스에 응용되는 실리콘 트렌치 패턴의 건식 식각시 중요한 인자중의 하나인 RIE (Reactive Ion Etching) Lag현상에 관하여 연구하였다. 실험에서 사용된 식각 장치는 유도 결합 플라즈마(Inductively Coupled Plasma) 식각 장치로써, Source Power및 기판에 인가되는 Bias power 모두 13.56 MHz로 구동되는 장치이며, Source Power와 Bias Power 각각에 펄스 플라즈마를 인가할 수 있도록 제작 되어있다. HBr과 O2 gas를 사용한 트렌치 식각 중 발생하는 식각 부산물인 SiO는 프로파일 제어에 중요한 역할을 함과 동시에, 표면 산화로 인해 Trench 폭을 작게 만들어 RIE lag를 심화시킨다. Br은 실리콘을 식각하는 중요한 라디칼이며, SiO는 실리콘과 O 라디칼의 반응으로부터 형성되는 식각 부산물이다. SiO가 많으면, 실리콘 표면의 산화가 많이 진행될 것을 예측할 수 있으며, 이에 따라 RIE lag도 나빠지게 된다. 본 실험에서는 Continuous Plasma와 Bias Power의 펄스, Source Power의 펄스를 각각 적용하고, 각각의 경우 Br과 SiO 라디칼의 농도를 Actinometrical OES (Optical Emission Spectroscopy) tool을 사용하여 비교하였다. 두 라디칼 모두 Continuous Plasma와 Bias Power 펄스에 의해서는 변화가 없는 반면, Source Power 펄스에 의해서만 변화를 보였다. Source Power 값이 증가함에 따라 Br/SiO 라디칼 비가 증가함을 알 수 있었고, 표면 산화가 적게 형성됨을 예측할 수 있다. 이 조건의 경우, Continuous Plasma대비 Source Power 펄스에 의하여 RIE lag가 30.9 %에서 12.8 %로 현격히 개선된 결과를 얻을 수 있었다. 또한, 식각된 실리콘의 XPS 분석 결과, Continuous Plasma대비 Source Power 펄스의 경우 표면 산화층이 적게 형성되었음을 확인할 수 있었다. 따라서, 본 논문에서는 식각 중 발생한 Br과 SiO 라디칼을 Source Power펄스에 의한 제어로 RIE lag를 개선할 수 있으며, 이러한 라디칼의 변화는 Actinometrical OES tool을 사용하여 검증할 수 있음을 보여준다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2016년도 추계학술대회 논문집
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• pp.193.2-193.2
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• 2016

본 연구에서는 탄산이온이 포함된 수용액에서 규산나트륨의 농도가 AZ31 마그네슘 합금의 플라즈마전해산화 피막형성에 미치는 영향에 대해 알아보았다. 다양한 농도의 규산나트륨 용액에서 DC와 펄스전류를 인가하여 플라즈마전해산화피막을 형성하였으며, 형성된 피막의 surface roughness와 thickness를 분석하였다. 탄산 이온이 포함된 수용액에서 플라즈마전해산화 피막의 형성전압은 규산나트륨의 농도가 높아질수록 높아지는 것으로 나타났다. 하지만 탄산이온이 존재하지 않은 규산나트륨 용액에서의 플라즈마전해산화 피막 형성전압보다 더 낮은 값을 나타내었다. 탄산 이온이 포함된 수용액에서 규산나트륨의 농도가 높아질수록 플라즈마전해산화 피막의 surface roughness와 thickness는 증가하였으며, DC와 펄스전류 모두에서 더 밝은 색상의 균일한 산화피막을 형성할 수 있었다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2015년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.84-84
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• 2015

플라즈마를 이용한 반도체 미세 공정에서 플라즈마 밀도, 균일성 등과 같은 플라즈마 특성을 조절하는 것은 차세대 공정 장비 개발에 있어 매우 중요한 요소이다. 본 연구에서는 이러한 플라즈마 특성을 효율적으로 제어하기 위해 서로 다른 주파수를 사용하는 2개의 안테나에 pulse 신호를 적용하여 각 안테나에 인가되는 펄스 신호에 따른 플라즈마의 특성을 알아보았다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2020년도 전력전자학술대회
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• pp.227-229
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• 2020

차량 또는 실내에서 사용되는 대부분의 공기청정기는 미세먼지(PM 또는 PM)를 필터만 이용해서 정화하기 때문에 일정 시간 사용하게 되면 필터를 교체해야 하고, 필터를 청소한다고 해도 점점 성능이 저하되어 교체만 한다. 이러한 점이 개선된 플라즈마 공기청정기의 경우 필터 공기청정기에 비해 소비전력이 크다는 문제가 있다. 본 논문에서는 기존 플라이백 컨버터를 이용한 플라즈마 구동이 아닌 단일 스위치 무손실 인버터(국민대 보유기슬)와 펄스 전원(맥동 전압) 인가를 통한 플라즈마 구동 방식을 제안하고, 기존 DBD 플라즈마 방식이 아닌 자력을 이용한 DBD 플라즈마 리액터의 사용을 제안한다. 그리고 실제 실험 및 측정을 통해 제안 방식의 실효성을 검증하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제45권11호
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• pp.907-913
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• 2017

아크 플라즈마에 의해 구동되는 스파크 제트의 다양한 에너지 공급 방법에 따른 효율적 운전 성능 특성에 대한 실험적 연구를 수행하였다. 펄스 당 37 mJ의 주입 에너지에 의한 급속한 기체의 가열에 의해 약 330 m/s의 고속 제트가 발생함을 확인하였다. 제트의 최대 속도와 침투 거리는 각각 주입된 전력량과 펄스 당 주입된 에너지에 비례하였다. 낮은 에너지에서는 오리피스 직경이 작을수록 더 높은 속도의 제트가 발생하였다. 공급 에너지가 같다면 전류를 높인 펄스가 펄스 폭을 높인 펄스보다 높은 속도의 제트를 발생시켰다. 펄스 폭이 약 $10{\mu}s$이고 펄스 당 에너지가 약 10 mJ인 경우가 효율적인 운전에 보다 더 적합한 것으로 확인되었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.261-261
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• 2011

펄스 직류 전원 $BCl_3/SF_6$ 플라즈마를 이용하여 GaAs/$Al_{0.2}Ga_{0.8}As$의 선택적 식각을 연구하였다. 식각 주요 공정 변수는 $BCl_3/SF_6$ 플라즈마에서 $SF_6$ 가스 유량(0~50%)이었다. $BCl_3/SF_6$의 총 가스 유량은 20 sccm이었다. 다른 공정 조건인 공정 압력(100 mTorr), 펄스 파워(500 V), 펄스 주파수(200 kHz), 리버스 시간 (0.7 ${\mu}s$)은 일정하게 고정시켰으며 기계적 펌프만을 이용하여 공정을 진행하였다. 오실로스코프(Oscilloscope) 데이터에 의하면 가스의 조성 변화에도 척에 걸리는 입력 전압과 전류가 거의 변화가 없었다. $BCl_3/SF_6$ 가스가 10%의 조성에서 GaAs와 $Al_{0.2}Ga_{0.8}As$의 식각 선택비가 약 48 : 1로 우수한 결과를 나타내었다. 그러나 $BCl_3/SF_6$ 가스의 증가는 GaAs의 식각율과 선택도를 감소시켰다. 그리고 $SF_6$ 가스의 조성비가 30% 이상일 경우에는 GaAs와 $Al_{0.2}Ga_{0.8}As$가 식각되지 않았다. 식각 후에 GaAs의 표면 거칠기(RMS surface roughness)는 0.7~1.3 nm로 나타났다. 위의 결과들을 종합적으로 보면 펄스 직류 전원 $BCl_3/SF_6$의 조성비가 10%일 때 가장 좋은 식각 선택비를 얻을 수 있었다.