• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.271-271
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• 2014

본 연구에서는 최근 다양한 전자 소자로써의 연구가 진행되고 있는 그라핀을 SiO2/Si 기판 위에 전자빔 식각(Electron-Beam Lithography)을 이용하여 후면 게이트 전극 구조의 그라핀 채널을 갖는 삼단자 소자를 형성하고 가스 유입이 가능한 진공 Probe Measurement System을 이용하여 금속 전극과 그라핀 간의 접촉저항 (Rc) 및 길이가 다른 채널저항(Rch)를 구하고, 채널 길이, 가스 유량, 온도, 게이트 전압에 따른 I-V 변화를 측정함으로써, 후면 게이트 전극 구조의 그라핀 채널을 갖는 삼단자 소자의 가스 센서로서의 가능성을 연구하였다. 후면 게이트 전극 구조의 그라핀 채널을 갖는 삼단자 소자는 전자빔 식각(Electron-Beam Lithography)에 의해 패턴을 제작하고 Evaporator를 이용하여 전극을 증착 하였다. 소자의 소스 (Source)와 드레인 (Drain)은 TLM (Transfer Length Method)패턴을 이용하여 인접한 두 개의 전극간 범위를 변화시키는 형태로 제작함으로써 소스-드레인간 채널 길이가 다르게 하였다. 이 때 전극의 크기는 가로, 세로 각각 $20{\mu}m$, $40{\mu}m$이며 전극간 간격은 $20/30/40/50/60{\mu}m$로 서로 다르게 배열 하였다. 제작된 그라핀 소자는 진공 Probe Measurement System 내에서 게이트 전압(VG)를 변화시킴으로써 VG 변화에 따른 소자의 특성을 평가하였는데, mTorr 상태의 챔버 내로 O2 가스를 주입하여 그라핀의 Dangling bond 및 Defect site에 결합 된 가스로 인한 전기적 특성의 변화를 측정하고, 이 때 가스의 유량을 50 sccm에서 500 sccm 까지 변화시킴으로써 전기적 특성 변화를 측정하여 센서 소자의 민감도를 평가하였다. 또한, 서로 다르게 배열한 소스-드레인 간의 채널 길이로 인하여 채널과의 접촉 면적에 따른 센서 소자의 민감도 또한 평가할 수 있었다. 그리고 챔버 내 온도를 77 K에서 400 K까지 변화시킴으로써 온도에 따른 소자의 작동 범위를 확인하고 소자의 온도의존성을 평가하였다.

• Analytical Science and Technology
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• v.13 no.5
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• pp.565-572
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• 2000

In this paper it was described on the standards for Xe analysis by Wavelength Dispersive X-ray Spectrometer (WDS) of Electron Probe Micro Analyser. According to the experimental results, CsI and $BaCO_3$ are appropriate compounds as standard specimen for Cs, I and Ba which has not suitable pure metal standards. In the beam current of 10-30 nA range, the Cs x-ray intensity measured from CsBr and CsI was proportional to the beam current. It was found that the linear regression factor R, showing the linearity between the atomic number and x-ray intensity between In and Nd elements, was higher than 0.99 at 25 kV and PET crystal. The caJlculated x-ray intensity of Xe standard from this linear regression equation was 1.095 times higher than that ofTe at 25 kV.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.10 no.4
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• pp.396-402
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• 2001

MgO thin films with 1000 $\AA$ thickness were deposited on Cu substrates by using an electron gun evaporator at room temperature. A 1000 $\AA$ thick Al layer was deposited on the MgO for removing the charging effect of the MgO thin film during the measurements of the sputtering yields. A Ga ion liquid metal was used as the focused ion beam(FIB) source. The ion beam was focused by using double einzel lenses, and a deflector was employed to scan the ion beams into the MgO layer. Both currents of the secondary particle and the probe ion beam were measured, and they dramatically changed with varying the applied acceleration voltage of the source. The sputtering yield of the MgO layer was determined using the values of the analyzed probe current, the secondary particle current, and the net current. When the acceleration voltage of the FIB system was 15 kV, the sputtering yield of the MgO thin film was 0.30. The sputtering yield of the MgO thin film linearly increases with the acceleration voltage. These results indicate that the FIB system is promising for the measurements of the sputtering yield of the MgO thin film.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.08a
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• pp.333-333
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• 2011

We have investigated the breakdown properties in liquids by high voltage pulse system. High voltage pulse power system is consisted of the Marx-generator with two capacitors (0.5 ${\mu}F$, withstanding voltage is 40 kV), to which the charging voltage can be applied to maximum 30 kV DC, spark gap switch and charging resistor of 20 $M{\Omega}$. We have made use of tungsten pin electrodes of anode-cathode (A-K), which are immersed into the liquids. The breakdown voltage and current signals are measured by high voltage probe (Tektronix P6015A) and current monitor (IPC CM-1.S). Especially the high speed breakdown or plasma propagation characteristics in the pulsed A-K gap have been investigated by using the high speed ICCD camera. We have measured the electron temperature through the Boltzmann plot method from the breakdown spectrums. Here the A-K gap has been changed by 1 mm, 2 mm, and 3 mm. The used liquids are distilled water and solution of salt (0.9 %). The output voltage and current signals at breakdown in distilled water are shown to be bigger than those in saline solution. The breakdown voltage and current characteristics in liquids will be discussed in accordance with A-K gap distances. It is also found that the electron temperatures and plasma densities in liquids are decreased in conformity with A-K gap.

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.13 no.11
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• pp.969-975
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• 2000

Laser direct writing of micro-patterned copper lines has been achieved by pyrolytic decomposition of copper formate films (Cu(HCOO)$_2$.4$H_2O$), as a metallo-organic precursor, using a focused CW Ar$^{+}$ laser beam (λ=514nm) on PCB boards and glass substrates. The linewidth and thickness of the lines wee investigated as a functin of laser power and scan speed. The profiles of the lines were measured by scanning electron microscope (SEM), surface profiler ($\alpha$-step) and atomic force measured by scanning electron microscope (SEM), surface profiler ($\alpha$-step) and atomic force microscopy (AFM). The electrical resistivities of the patterned lines were also investigated as a function of laser parameters using probe station and semiconductor analyzer. We compared resistivities of the patterned copper lines with these of the Cu bulk. Resistivities decreased due to changes in morphology and porosity of the deposit, which were about 3.8 $\mu$$\Omega$cm and 12$\mu$$\Omega$cm on PCB and glass substrates after annealing at 30$0^{\circ}C$ for 5 minutes.s.

• 한국가시화정보학회:학술대회논문집
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• 2002.11a
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• pp.31-34
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• 2002

Imaging techniques using x-ray beam at high energies (>6KeV) such as contact radiography, projection microscopy, and tomography have been used to nondestructively discern internal structure of objects in material science, biology, and medicine. This paper introduces the x-ray micro-imaging method using 1B2 micro-probe line of PAL (Pohang Accelerator Laboratory). Cross-sectional information on low electron density materials can be obtained by probing a sample with coherent synchrotron x-ray beam in an in-line holography setup. Living organism such as plants, insects are practically transparent to high energy x-rays and create phase shift images of x-ray wave front. X-ray micro-images of micro-bubbles of $20\~120\;{\mu}m$ diameter in an opaque tube were recorded. Clear phase contrast images were obtained at Interfaces between bubbles and surrounding liquid due to different decrements of refractive index.

• Laser Solutions
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• v.5 no.2
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• pp.31-38
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• 2002

This paper describes the process of nanoparticle synthesis by laser ablation of consolidated microparticles. We have generated nanoparticles by high-power pulsed laser ablation of Al, Cu and Ag microparticles using a Q-switched Nd:YAG laser (wavelength 355 nm, FWHM 5 ㎱, fluence 0.8∼2.0 J/㎠). Microparticles of mean diameter 18∼80 ㎛ are ablated in the ambient air The generated nanoparticles are collected on a glass substrate and the size distribution and morphology are examined using a scanning electron microscope and a transmission electron microscope. The effect of laser fluence and collector position on the distribution of particle size is investigated. The dynamics of ablation plume and shock wave is analyzed by monitoring the photoacoustic probe-beam deflection signal. Nanosecond time-resolved images of the ablation process are also obtained by laser flash shadowgraphy. Based on the experimental results, discussions are made on the dynamics of ablation plume.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.109-110
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• 2014

주사전자현미경(Scanning Electron Microscopy: SEM)은 고체상태에서 미세조직과 형상을 관찰하는 데에 가장 다양하게 쓰이는 분석기기로서 최근에 판매되고 있는 고분해능 SEM은 수 나노미터의 분해능을 가지고 있다. 그리고 SEM의 초점심도가 크기 때문에 3차원적인 영상의 관찰이 용이해서 곡면 혹은 울퉁불퉁한 표면의 영상을 육안으로 관찰하는 것처럼 보여준다. 활용도도 매우 다양해서 금속파면, 광물과 화석, 반도체 소자와 회로망의 품질검사, 고분자 및 유기물, 생체시료 nnnnnnnnn와 유가공 제품 등 모든 산업영역에 걸쳐 있다(Fig. 1). 입사된 전자빔이 시료의 원자와 탄성, 비탄성 충돌을 할 때 2차 전자(secondary electron)외에 후방산란전자(back scattered electron), X선, 음극형광 등이 발생하게 되는 이것을 통하여 topography (시료의 표면 형상), morphology(시료의 구성입자의 형상), composition(시료의 구성원소), crystallography (시료의 원자배열상태)등의 정보를 얻을 수 있다. SEM은 2차 전자를 이용하여 시료의 표면형상을 측정하고 그 외에는 SEM을 플랫폼으로 하여 EDS (Energy Dispersive X-ray Spectroscopy), WDS (Wave Dispersive X-ray Spectroscope), EPMA (Electron Probe X-ray Micro Analyzer), FIB (Focus Ion Beam), EBIC (Electron Beam Induced Current), EBSD (Electron Backscatter Diffraction), PBMS (Particle Beam Mass Spectrometer) 등의 많은 분석장치들이 SEM에 부가적으로 장착되어 다양한 시료의 측정이 이루어진다. 이 중 결정구조, 조성분석을 쉽고 효과적으로 할 수 있게 하는 X선 분석장치인 EDS를 SEM에 일체화시킨 장비와 EDS 및 PBMS를 SEM에 장착하여 반도체 공정 중 발생하는 나노입자의 형상, 성분, 크기분포를 측정하는 PCDS(Particle Characteristic Diagnosis System)에 대해 소개하고자 한다. - EDS와 통합된 SEM 시스템 기본적으로 SEM과 EDS는 상호보완적인 기능을 통하여 매우 밀접하게 사용되고 있으나 제조사와 기술적 근간의 차이로 인해 전혀 다른 방식으로 운영되고 있다. 일반적으로 SEM과 EDS는 별개의 시스템으로 스캔회로와 이미지 프로세싱 회로가 개별적으로 구현되어 있지만 로렌츠힘에 의해 발생하는 전자빔의 왜곡을 보정을 위해 EDS 시스템은 SEM 시스템과 연동되어 운영될 수 밖에 없다. 따라서, 각각의 시스템에서는 필요하지만 전체 시스템에서 보면 중복된 기능을 가지는 전자회로들이 존재하게 되고 이로 인해 SEM과 EDS에서 보는 시료의 이미지의 차이로 인한 측정오차가 발생한다(Fig. 2). EDS와 통합된 SEM 시스템은 중복된 기능인 스캔을 담당하는 scanning generation circuit과 이미지 프로세싱을 담당하는 FPGA circuit 및 응용프로그램을 SEM의 회로와 프로그램을 사용하게 함으로 SEM과 EDS가 보는 시료의 이미지가 정확히 일치함으로 이미지 캘리브레이션이 필요없고 측정오차가 제거된 EDS 측정이 가능하다. - PCDS 공정 중 발생하는 입자는 반도체 생산 수율에 가장 큰 영향을 끼치는 원인으로 파악되고 있으며, 생산수율을 저하시키는 원인 중 70% 가량이 이와 관련된 것으로 알려져 있다. 현재 반도체 공정 중이나 반도체 공정 장비에서 발생하는 입자는 제어가 되고 있지 않은 실정이며 대부분의 반도체 공정은 저압환경에서 이루어지기에 이 때 발생하는 입자를 제어하기 위해서는 저압환경에서 측정할 수 있는 측정시스템이 필요하다. 최근 국내에서는 CVD (Chemical Vapor Deposition) 시스템 내 파이프내벽에서의 오염입자 침착은 심각한 문제점으로 인식되고 있다(Fig. 3). PCDS (Particle Characteristic Diagnosis System)는 오염입자의 형상을 측정할 수 있는 SEM, 오염입자의 성분을 측정할 수 있는 EDS, 저압환경에서 기체에 포함된 입자를 빔 형태로 집속, 가속, 포화상태에 이르게 대전시켜 오염입자의 크기분포를 측정할 수 있는 PBMS가 일체화 되어 반도체 공정 중 발생하는 나노입자 대해 실시간으로 대처와 조치가 가능하게 한다.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.33 no.3
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• pp.106-114
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• 2023

The carbon concentration in the carburized steels was measured by electron probe microanalysis (EPMA) for a range of soluted carbon content in austenite from 0.1 to 1.2 wt%. This study demonstrates the problems in carbon quantitative analysis using the existing calibration curve derived from pure iron (0.008 wt%C) and graphite (99.98 wt%C) as standard specimens. In order to derive an improved calibration curve, carbon homogenization treatment was performed to produce a uniform Kα intensity in selected standard samples (AISI 8620, AISI 4140, AISI 1065, AISI 52100 steel). The trend of detection intensity was identified according to the analysis condition, such as accelerating voltage (10, 15, 30 keV), and beam current (20, 50 nA). The appropriate analysis conditions (15 keV, 20 nA) were derived. When the carbon concentration depth profile of the carburized specimen was measured for a short carburizing time using the improved calibration curve, it proved to be a more reliable and accurate analysis method compared to the conventional analysis method.

• Korean Journal of Metals and Materials
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• v.48 no.7
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• pp.660-666
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• 2010

30 nm thick Ni layers were deposited on a glass substrate by e-beam evaporation. Subsequently, 30 nm or 60 nm ${\alpha}-Si:H$ layers were grown at low temperatures ($<220^{\circ}C$) on the 30 nm Ni/Glass substrate by catalytic CVD (chemical vapor deposition). The sheet resistance, phase, microstructure, depth profile and surface roughness of the $\alpha-Si:H$ layers were examined using a four-point probe, HRXRD (high resolution Xray diffraction), Raman Spectroscopy, FE-SEM (field emission-scanning electron microscopy), TEM (transmission electron microscope) and AES depth profiler. The Ni layers reacted with Si to form NiSi layers with a low sheet resistance of $10{\Omega}/{\Box}$. The crystallinty of the $\alpha-Si:H$ layers on NiSi was up to 60% according to Raman spectroscopy. These results show that both nano-scale NiSi layers and crystalline Si layers can be formed simultaneously on a Ni deposited glass substrate using the proposed low temperature catalytic CVD process.