• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2009년도 추계학술대회 초록집
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• pp.223-224
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• 2009

본 연구에서는 $Cl_2$/Ar 기반의 플라즈마 식각에 $N_2$가스를 첨가하여 ZnO 박막을 식각 하였을 때 관찰된 ZnO 박막의 식각 특성에 관하여 연구 하였다. ZnO 박막 식각 실험은 RF 800 W, bias power 400 W, 공정 압력 15 mTorr를 기준으로 하였으며 가스 혼합 비율로는 최적의 식각률을 보여주는 $Cl_2$/Ar=8:2 비율에서 실행하였다. 연구의 목적인 첨가 가스 $N_2$를 $Cl_2$ (80%)/Ar (20)%에 5 sccm 씩 첨가하여 20 sccm 까지 증가 시켜 실험 하였다. $N_2$ 가스가 15 sccm 첨가되었을 때 식각률 95.9 nm/min로 기존 $Cl_2$/Ar 기반의 플라즈마 식각보다 높은 식각률을 보여 주었으며 $N_2$ 가스 흐름 조절 외에도 공정 압력, RF power, bias power를 변경하며 실험하였다. 식각된 ZnO 박막의 표면은 최대 식각률을 보이는 공정 조건을 찾기 위해 surface profiler ($\alpha$-step)을 이용하여 식각률을 측정하였으며 ZnO 박막 표면의 화학적인 변화를 조사하기 위해 x-ray photoelectron spectroscopy (XPS)를 사용하였다. XPS 분석 결과 Zn $2p_{3/2}$ peak 가낮은 binding energy 쪽으로 이동한 것을 관찰 할 수 있었다. 또한 O 1s 의 스펙트럼을 분석한 결과 N-O bond와 O-H bond가 존재함이 밝혀졌다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.445-445
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• 2010

전자빔 플라즈마는 전자 소스 부분, 전자 가속 부분, 전자빔 플라즈마 생성 부분으로 구성되어 있다. Hollow cathode형태의 전극과 anode역할을 하는 안쪽 그리드로 DC방전을 일으켜 전자를 발생시키고 안쪽 그리드와 바깥쪽 그리드 사이의 전압차이로 전자를 가속시킨다. 가속된 전자는 중성 가스와 비탄성 충돌을 하게 되어 플라즈마가 생성이 된다. 이러한 방식으로 생성된 전자빔 플라즈마는 플라즈마 형성 공간에 전기장이 없어 전자가 에너지를 얻을 수 없으며, 중성가스와 비탄성 충돌로 인해 에너지를 쉽게 잃기 때문에 전자 온도가 낮게 유지가 된다. 일반적으로 바깥쪽 그리드는 접지를 시켜 전자빔 플라즈마를 발생시키지만, DC 전원을 연결하여 양의 전압을 걸어주면 전자빔 플라즈마의 밀도는 크게 변하지 않고 전자 온도가 급격히 상승하게 된다. Ar 전자빔 플라즈마의 경우 바깥쪽 그리드가 접지에 연결되었을 경우 전자 온도는 0.5eV 정도인 것에 비해 바깥쪽 그리드에 20V DC전압을 걸어주면 전자 온도가 1eV 정도로 크게 증가를 한다. 그 이유는 바깥쪽 그리드 전압의 영향으로 전자빔 플라즈마 전위가 상승하게 되고 그 결과 높은 에너지를 가진 전자가 플라즈마 전위에 갇히게 되기 때문이다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제19권4호
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• pp.24-31
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• 2005

고본 논문에서는 시뮬레이션 기법을 통하여 RAD법을 Ar 플라즈마 상태에서 구동하도록 설정하였다. 이것은 플라즈마를 구성하는 요소들이 PLAD법에 의해 방출된 각 입자들에 어떠한 영향을 미치는가를 확인하고자 하였으며, 특히 방출된 입자들의 운동 에너지 및 밀도를 제어할 수 있을 것으로 기대되어지기 때문이다. Ar 플라즈마의 방전 공간내에서, RAD법에 의한 전자, 탄소 이온$(C^+)$ 및 탄소 원자(C)의 운동 과정을 보다 정확히 계산하기 위해서 입자 및 유체 모델을 융합한 1차원 하이브리드 모델을 계발하였다. 그 결과 쉬스 내에 형성되는 전위를 제어함으로써 기판에 도달하는 $C^+$의 밀도 및 에너지를 제어할 수 있는 것으로 기대되어졌다.

• 한국진공학회지
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• 제17권5호
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• pp.426-434
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• 2008

고밀도 유도결합 플라즈마 장치의 $SiH_4/O_2/Ar$방전에 대한 공간 평균 시뮬레이터를 제작하였다. 제작된 시뮬레이터는 $SiH_4/O_2/Ar$ 플라즈마 방전에서 발생되는 전자, 양이온, 음이온, 중성종, 그리고 활성종들에 대해 공간 평균한 유체 방정식을 기반으로 하고 있으며, 전자가열 모델은 anomalous skin effect를 고려한 파워 흡수 모델을 적용하여 전자가 흡수하는 고주파 파워량을 결정하였다. 완성된 시뮬레이터에서 RF-파워와 압력 변화에 대한 하전입자, 중성종, 활성종들의 밀도 변화 및 전자 온도 의존성을 계산하였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제8권3호
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• pp.63-67
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• 2001

최근가지 Pt박막의 식각은 Cl 계열의 가스에 의한 물리적인 스퍼터링 기구에 초점을 맞추어 연구가 진행되어왔으며 F 계열의 가스에 의한 식각 특성은 상당히 미진하였다. 본 연구에서는 ECR(electron cyclotron resonance) 플라즈마 식각 장비를 이용하여 $Cl_2$/Ar 가스와 $SF_{6}$/Ar 가스를 사용하여 Pt 박막의 식각 특성을 연구하였고, $SF_{6}$/Ar 가스의 경우 Pt 박막과 반응하여 휘발성의 식각 부산물을 형성시킬 수 있음을 확인하였다. 그리고 휘발성있는 platinum fluoride 화합물의 형성에 의해 식각률, 식각 측면형상과 표면 거칠기 특성개선도 얻을 수 있었다.

• 전자공학회논문지D
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• 제36D권5호
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• pp.29-35
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• 1999

Pt박막의 ICP 식각을 위한 Cl\sub 2 \/Ar 가스 플라즈마에 O\sub 2\ 가스를 첨가하여 Pt 식각 메카니즘을 XPS와 QMS로 조사하였다. 또한 single Langmuir probe를 사용하여 이온전류밀도를 Ar/Cl\sub 2 \/O\sub 2\ 가스 플라즈마에서 측정하였다. O\sub 2\가스 첨가비가 증가할수록 Cl과 Ar species가 급격하게 감소하고 이온전류밀도 역시 감소함을 QMS와 single Langmuir probe로 확인하였다. Pt 식각율의 감소는 O\sub 2\가스 첨가비가 증가할수록 반응성 species와 이온전류밀도의 감소에 기인함을 의미한다. 150 nm/min의 치대 식각율과 2.5의 산화막식각 선택비가 50 sccm의 Ar/Cl\sub 2 \/O\sub 2\ 가수 유량, 600 W의 RF 전력, 125 V의 dc 바이어스 전압 및 10mTorr의 반응로 압력에서 얻었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.504-504
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• 2012

Gas 종류에 따른 플라즈마 제트 장치의 방전 특성을 조사하였다. 고전압 전극으로 내경 0.26 mm, 외경 0.52 mm인 의료용 바늘을 사용하였으며 바늘을 유리관 내부에 삽입하여 4가지 gas를 주입시킨다. Gas의 종류는 Ar, He, Ne, 그리고 $N_2$이다. Ar과 He의 방전 개시 전압은 각 1.2 kV, 1.0 kV이고 보라색 플라즈마가 방출된다. Ne 방전은 방전 개시 전압 시작 시점인 0.3 kV부터 유리관 밖으로 길게 방출 되며 주황색 플라즈마가 방출된다. 특히, Ne gas는 전기적 쇼크가 전혀 없다. $N_2$ gas는 방전개시전압이 2.0 kV로 가장 어려우며 유리관 밖으로 플라즈마 방출되지 않는다. 각 gas 별 스펙트럼의 특성도 파악하여 어떤 gas가 인체 및 생체에 적합한지 파악한다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제40권6호
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• pp.687-693
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• 2002

폴리이써설폰 막(polyethersulfone membrane, PES)을 Ar, $NH_3$ 플라즈마로 표면 처리하고, 처리 전후의 변화를 관찰하였다. Ar 플라즈마로 처리하였을 때 O/C의 비율이 증가하며 친수성기의 도입이 확인되었고 $NH_3$ 플라즈마로 처리하였을 때 아민, 아미노기가 도입되었다. 또한 폴리이써설폰 막의 흡습성이 유지될 경우, 플라즈마 처리에 의해 표면에 형성된 극성 작용기들과 $CO_2$와의 내부반응이 증가하였다. 이로 인해 $N_2$에 비하여 $CO_2$의 용해 선택성이 증가하였고 투과도와 선택도가 동시에 향상되는 효과를 나타내었다. 플라즈마 처리된 폴리이써설폰 막에서 $CO_2$의 투과도와 ${\gamma}$(actual separation factor)에 대한 최적조건은 Ar 플라즈마 처리의 경우 10 W-2 min에서 각각 $13.19{\times}10^{-10}cm^3(STP)cm/cm^2{\cdot}s{\cdot}cmHg$와 20.12이며, $NH_3$ 플라즈마 처리의 경우 50 W-2 min에서 $15.40{\times}10^{-10}cm^3(STP)cm/cm^2{\cdot}s{\cdot}cmHg$와 20.06를 얻었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.184.2-184.2
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• 2013

대기압 플라즈마와 생체용액과의 상호작용은 Bio-medical 분야에서 주목 받고 있다. 대기압 플라즈마는 전자온도가 고온 플라즈마 보다 상대적으로 낮기 때문에 생체에 적용하기가 적합하다. 따라서 플라즈마가 세포에 미치는 영향을 관측하기 위해서 대기압 플라즈마를 이용하여 생체용액과의 반응을 살펴보고자 한다. Ar gas를 이용하여 플라즈마를 발생시켜 생체용액 표면을 처리하고 OES (Optical Emission Spectroscopy)을 이용해 방출 선을 조사했다. Ar 기체를 이용한 대기압 플라즈마를 사용하여 다른종류의 용액내의 OH Radical Density를 측정하였다. 용액으로는 DI (deionized) water 와 PBS (1x phosphate buffered saline)를 사용하였다. Ar gas를 200 sccm ($cm^3/min$) 으로 흐르게 하였을 때, DI water의 OH Radical Density 는 $4.33{\times}10^{16}cm^{-3}$ 으로 측정되었으며, 자외선 흡수분광법으로 측정한 완충용액인 PBS의 OH Radical Density 측정값은 $1.87{\times}10^{16}cm^{-3}$ 이다. 이런 특성을 기반으로, PBS 용액내의 H460 (Lung Cancer Cell) 와 L132 (Lung Normal Cell)을 깊이와 시간에 따라 대기압 플라즈마로 처리하여 cell의 변화를 보았다. 실험 각각의 조건은 깊이를 2 mm, 4 mm, 6 mm이며 시간은 10 sec, 30 sec, 60 sec 로 설정하였다. 표면으로부터의 깊이가 2 mm, 4 mm, 6 mm 일때 의 OH Radical Density는 각각 $1.87{\times}10^{16}cm^{-3}$, $0.5{\times}10^{16}cm^{-3}$, 0으로써 용액이 깊어질수록 OH Radical Density가 감소함을 볼 수 있다. OH radical density가 높은 2 mm 에서, 처리한 시간이 길어질수록 Cell 은 영향을 많이 받음을 관찰 할 수 있었다. H460 이 L132 보다 플라즈마에 영향을 많이 받음을 확인하였다. 특성변화를 알아보기 위하여 raman spectroscopy, flow cytometry, electron spin resonance로 측정한다.

• 한국진공학회지
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• 제21권6호
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• pp.301-311
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• 2012

결정질 태양전지 등의 도핑 공정에 적용하기 위한 플라즈마 제트 장치의 기초 방전 특성을 조사한다. 대기압에서의 아르곤 플라즈마 제트와 대기 압력변화에 대한 대기 플라즈마 제트, 그리고 아르곤 분위기 압력 변화에 대한 플라즈마 제트의 전류-전압은 전형적인 정상 글로우 방전의 특성을 갖는다. 대기압 플라즈마 제트의 방전 전압은 약 2.5 kV의 높은 전압이 요구되며, 대기 및 아르곤 플라즈마 제트는 200 Torr 이하의 낮은 압력에 대한 방전 전압은 약 1 kV가 된다. 도핑용 실리콘 웨이퍼에 조사되는 단일 채널 플라즈마 제트의 전류는 인가전압의 조정에 의하여 수 10~50 mA의 고 전류를 용이하게 얻는다. 플라즈마 제트를 웨이퍼에 조사하는 경우에 웨이퍼의 온도 상승은 정상상태에서 약 $200^{\circ}C$가 된다. 실리콘 웨이퍼에 도핑 용재인 액상의 인산을 도포하여 플라즈마를 조사한 결과 얻어진 인 원자의 도핑 분포는 플라즈마 제트 도핑의 가능성을 보여준다.