• 한국정밀공학회지
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• 제28권3호
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• pp.383-388
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• 2011

The cold hollow cathode gas ion source is under development for multi aperture focused ion beam (FIB) system. In this paper, we describe the cold hollow cathode ion source design and the general ion source performance using Ar gas. The glow discharge characteristics and the ion beam current density at various operation conditions are investigated. This ion source can generate maximum ion beam current density of approximately 120 mA/$cm^2$ at ion beam potential of 10 kV. In order to effectively transport the energetic ions generated from the ion source to the multi-aperture focused ion beam(FIB) system, the einzel lens system for ion beam focusing is designed and evaluated. The ions ejected from the ion source can be forced to move near parallel to the beam axis by adjusting the potentials of the einzel lenses.

• Journal of Information Display
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• 제2권4호
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• pp.1-7
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• 2001

This paper investigates the characteristics of a newly developed high density hollow cathode plasma(HCP) system and its application for the etching of silicon wafers. We used $SF_6$ and $O_2$ gases in the HCP dry etch process. This paper demonstrates very high plasma density of $2{\times}10^{12}cm^{-3}$ at a discharge current of 20 rna, Silicon etch rate of 1.3 ${\mu}m$/min was achieved with $SF_6/O_2$ plasma conditions of total gas pressure of 50 mTorr, gas flow rate of 40 seem, and RF power of200W. This paper presents surface etching characteristics on a crystalline silicon wafer and large area cast type multicrystlline silicon wafer. We obtained field emitter tips size of less than 0.1 ${\mu}m$ without any photomask step as well as with a conventional photolithography. Our experimental results can be applied to various display systems such as thin film growth and etching for TFT-LCDs, emitter tip formations for FEDs, and bright plasma discharge for PDP applications. In this research, we studied silicon etching properties by using the hollow cathode plasma system.

• 한국진공학회지
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• 제12권1호
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• pp.51-54
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• 2003

아르곤 방전 기체의 음 글로우 영역에서 자발적 직동의 광검류 신호를 관찰하였다. 자발적 진동의 광검규 신호는 3 mA 보다 낮은 땅선 전류에서 나타난다. 준안정 준위의 인자 밀도 변화와 1s-2p 전이의 방출 세기를 동시에 측정한 결과, 자발적 진동 신호를 발생시키는 메커니즘 중의 한 가지는 느린 전자의 충돌에 의한 준안정 준위 원자의 단계적 이온화이다.

• 한국초전도학회:학술대회논문집
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• 한국초전도학회 1999년도 High Temperature Superconductivity Vol.IX
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• pp.67-70
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• 1999

We have fabricated YBa$_2Cu_3O_{7-x}$ thin films by cylindrical hollow cathode sputtering. For 2 inch diameter of MgO (100) substrate, we obtained the zero resistance temperature in the range from 83 K to 86 K and thickness uniformity better than 5 % over the whole area. Also, the average deposition rate was 100nm/h which is higher than 10 times compare to conventional off-axis sputtering method. These results indicate that cylindrical hollow cathode sputtering seems to have unique capabilities for high rate and homogeneous deposition of large area thin film.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2002년도 추계학술대회 논문집 Vol.15
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• pp.488-491
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• 2002

We report the observation of line shapes in the optogalvanic spectrum, which are different from those of absorption, for transitions origination from the $3P_2$ ($1s_5$ in Paschen notation) metastable level of argon. The OG line shapes resemble those of absorption and be used to diagnose the characteristics of the discharge plasma. The measured plasma temperatures of Ar hollow cathode discharge for several metal cathodes are about 620~780K at discharge current of 7~10mA.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제14권5호
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• pp.610-614
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• 1993

Laser induced impedance changes in hollow cathode lamps containing sputtered metal atoms have been employed to measure the spectroscopic properties of metal. This technique, known as optogalvanic spectroscopy, has been shown to be a powerful and inexpensive technique for the investigation of atomic and molecular species. Characteristic optogalvanic signals from hollow cathode lamps (HCL) made of different metal species and induced with a pulsed dye laser were observed, and the dependence of the optogalvanic signal on the discharge current and wavelength of laser was measured. Based on the results obtained, the mechanisms involved in evoking the optogalvanic signals were consisted of single-photon absorption, multi-photon absorption, and photoionization. Moreover the current dependence of the optogalvanic signal indicates that the optogalvanic technique could be one of the most sensitive optical methods of detecting atomic species.

• 한국세라믹학회지
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• 제40권10호
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• pp.967-972
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• 2003

직경 5 cm cold hollow cathode 이온원을 박막의 이온보조증착법 또는 이온보조반응법에 사용하기에 적합한 이온빔으로 넓은 면적을 균일하게 조사할 수 있는 이온원을 설계, 제작하기 위한 방안으로 연구하게 되었다. 이온원은 글로우 방전을 위한 음극과 이온화 효율의 증가를 위한 자석, 플라즈마 챔버, 그리드 전극으로 이루어진 이온광학시스템, 직류전원공급장치로 이루어진다. 전자인출전극의 구조 및 형태로 구분하여 한개의 노즐로 이루어진 (I) 형태와 복수개의 노즐로 변형된 (II) 형태로 제작하였다. 서로 다른 구조의 전자인출전극 (I)형태와 (II) 형태를 부착한 이온원에 beam profile을 측정한 결과 (I) 형태의 전자인출전극을 부착한 경우에는 이온원의 중심에서 140 $\mu\textrm{A}$/$\textrm{cm}^2$으로 측정되어 졌으며, 외곽으로 멀어질수록 급격히 전류밀도가 감소하여 균일한 영역(최대값의 90%)은 직경 5 cm로 측정되어졌다. (II) 형태로 변형되어진 이온원의 경우 중심에서 65 $\mu\textrm{A}$/$\textrm{cm}^2$으로 (I) 형태와 비교하여 상대적으로 낮은 전류밀도가 측정되었지만 외각으로 멀어졌을 경우에도 전류밀도는 완만하게 감소하여 균일한 영역은 직경 20 cm로 측정되었으며, 본 연구목적에 부합되는 특성이 측정되었다. 이온빔 균일도가 증가한 (II) 형태의 전자인출전극을 부착한 이온원으로 주입하는 아르곤 가스량의 변화, 이온광학시스템의 플라즈마 그리드 전극과 가속 그리드 전극 간격의 조절, 이온빔 에너지 변화에 따른 beam profile 및 특성을 괸찰하였다.

• 대한전기학회논문지
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• 제41권8호
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• pp.875-882
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• 1992

Titanium carbide(TiC) films, known as having excellent characteristics of resistance to wear and corrosion, were deposited on SUS-304 sheets using HCD(Hollow Cathode Discharge) reactive ion plating with acetylene gas as the reactant gas. The characteristics of TiC films were examined by X-ray diffraction, micro-Vickers hardness tester, ${\alpha}$-step, SEM(Scanning Electron Spectroscopy), ESCA(Electron Spectroscopy for Chemical Analysis), and AES(Auger Electron Spectroscopy) and the results were discussed with regard to the changes of various deposition conditions(bias voltage, acetylene flow rate, temperature).

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2007년도 Techno-Fair 및 추계학술대회 논문집 전기물성,응용부문
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• pp.192-193
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• 2007

A hollow cathode which has extremely stable discharge characteristic has been developed. This is composed of the two separated lanthanum hexaboride ($LaB_6$) of a disk type in the tube as the electron emitters. The way of design is of great advantage to extend the surface discharge area of the $LaB_6$, which is also useful for optimal fixing of the $LaB_6$. The hollow cathode is capable of producing 30 kW (100 V, 300 A) of power continuously.

• 대한화학회지
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• 제48권4호
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• pp.351-357
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• 2004

의료용 구리증기 레이저 개발의 일환으로 관통형 속 빈 음극관 글로우 방전(seethrough Hollow Cathode Glow Discharge; st-HCGD)을 이용하여 Cu 510.6 nm 방출선의 세기 증가를 조사하였다. 높은 전류에서도 매우 안정한 플라스마가 생성될 수 있도록 여러 가지 요인들 - 작동 전압 및 전류, 음극관의 길이와 내경 및 내부 형태, 음극관의 sputtering range 등 - 에 따른 최적조건을 찾는 실험을 수행하였다. 그 결과, 최종적으로 디자인된 글로우 방전셀에서는 앞선 여러 가지 실험으로 최적화된 조건을 적용하였다. 이들 최적화된 조건으로는 방전셀 내부에 아르곤 가스를 100 SCCM(standard cubic centimeter)으로 일정하게 흘려주었을 때의 방전셀 압력은 2.3 Torr 이며, 방전 전압 및 전류는 600 V, 700 mA(420 W), 음극관의 형태는 4-11-4 mm, 음극관의 길이는 40 mm 등이다. 한편, 700 mA 이상의 고전류에서 녹은 구리 음극관을 관찰함으로써 음극 sputtering으로 인한 플라스마의 온도가 최소 $1,000{\circ}C$ 이상에 이르렀음을 확인할 수 있었다(구리의 녹는점, $1084{\circ}C$).