• Title/Summary/Keyword: Hollow cathode

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Characteristics of $CH_4$ Decomposition by Plasma (플라즈마 이용 메탄 분해 특성)

  • Kim, Kwan-Tae;Lee, Dae-Hoon;Cha, Min-Suk;Ryu, Jeong-In;Song, Young-Hoon
    • Journal of the Korean Society of Combustion
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    • v.10 no.4
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    • pp.24-32
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    • 2005
  • Various types of plasma source applied in $CH_4$ decomposition process are compared. DBD by pulse and AC power, spark by pulse and AC power, rotating arc and hollow cathode plasma are chosen to be compared. The results show that $CH_4$ conversion per given unit power is relatively high in hollow cathode plasma and rotating arc that induces rather high temperature condition and that is why both thermal dehydration and plasma induced decomposition contribute for the overall process. In case of DBD wherein high temperature electron and low temperature gas molecule coexist, the process shows low conversion rate, for in rather low temperature condition the contribution of thermal dehydration is lowered. Selectivity of $C_2H_6$ and $C_2H_2$ is shown to be a good parameter of the relative contribution of plasma chemistry in the overall process. From the results we concluded that required condition of plasma source for a cost effective and high yield $CH_4$ decomposition is to have characteristics of both thermal plasma and non thermal plasma in which temperature is high above a certain threshold state for thermal dehydration and electron induced collision is maximized in the same breath.

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HCM(hollow cathode magnetron sputtering)방식으로 증착한 titanium 박막의 특성연구

  • 최효직;고대홍;최시영;최승만
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2000.02a
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    • pp.63-63
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    • 2000
  • Deep submicron device contact hole에서의 bottom step coverage의 향상 및 SALICIDE공정의 필요성에 의해 collimated sputtering 및 ionized sputtering 등의 다양한 증착방법이 연구되어왔다. 반도체소자의 고집적화 및 미세화에 따라서 기존의 증착방법보다 더 높은 throughput을 가진 새로운 증착방법의 필요성이 대두되고 있다. Collimated sputtering방식으로 증착한 박막의 경우에는 증착속도가 느리고 collimator의 사용기간에 따른 공정조건의 변화가 단점으로 작용하였고 새로이 ionzied sputtering방식이 개발되었다. ionzied sputtering방식은 증착되는 금속 입자를 이온화시키고 기판에 바이어스를 걸어서 증착되는 입자의 방향성 및 증착속도의 향상을 얻을 수 있었다. 하지만 고집적도가 더욱 증가함에 따라서 더 높은 박막의 증착속도, bottom step coverage의 향상, 방향성의 향상과 더불어 증착되는 입자의 이온화 율의 증가 및 기존의 증착방식에 의한 박막보다 향상된 물성을 가진 박막증착의 필요성에 의해 hollow cathode magnetron sputtering방식이 연구되었다. HCM방식으로 titanium 박막을 증착하여 collimated sputtering 및 ionize sputtering 방식으로 증착한 titanium 박막과 물성을 비교해서 증착방식에 따른 박막물성의 차이를 연구하였다. 증착전에 기판온도는 30$0^{\circ}C$를 유지하였고 base pressure는 5.0$\times$10-9torr, working pressure는 5.7m torr로 유지하였다. power는 30kW를 가하여 50nm두께의 titanium박막을 증착하였다. 증착된 박막의 미세구조는 TEM 및 XRD로 분석하였다. HCM방식으로 증착한 titanium박막은 5nm두께의 비정질 층이 관찰되었고 ionized sputtering방식으로 증착한 titatnium박막에서 나타나는 것으로 보고된 silicon (002)와 titanium (0002) eledtron diffraction spot사이의 (10-10)spot은 관찰되지 않았다. 박막은 크고 작은 grain의 연속적 분포를 가졌고 HCM방식으로 증착한 titanium박막의 in-plane grain size가 다른 증착방식으로 증착한 박막에 비해 크게 관찰됨을 Plan-view TEM 분석을 통해서 확인되었다.

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Development and characteristics investigation of new soft plasma ionization(SPI) source (새로운 소프트 플라스마 이온화(SPI) 장치의 개발 및 특성관찰)

  • Lee, Hiwwon;Park, Hyunkook;Lee, Sang Chun
    • Analytical Science and Technology
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    • v.22 no.2
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    • pp.152-158
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    • 2009
  • In this study, we made a new discharge source improving previous SPI source to ionize softly organic compounds. The new SPI source consists of two electrodes as a hollow mesh cathode of half cylindrical shape and a hollow anode. We optimized the geometrical parameter of the SPI source by investigating the I-V curves at the various distance between the cathode and the anode. As the results, we found stable conditions of the soft plasma on broad range of the current and the voltage. The new SPI source attached to quadrupole mass spectrometer (QMS), and we obtained the mass spectra of dichloromethane (DCM). The fragment patterns of DCM appeared similarly with the pattern of electron ionization (EI).

Synthesis and Electrochemical Performance of Mesoporous Hollow Sphere Shape LiMn2O4 using Silica Template (실리카 템플레이트를 이용하여 다공성 중공형태를 갖는 LiMn2O4 합성 및 전기화학적 특성 연구)

  • Ryu, Seong-Hyeon;Ryu, Kwang-Sun
    • Journal of the Korean Electrochemical Society
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    • v.14 no.3
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    • pp.184-190
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    • 2011
  • $LiMn_2O_4$ with mesoporous hollow sphere shape was synthesized by precipitation method with silica template. The synthesized $LiMn_2O_4$ has nanosized first particle and mesoporous hollow sphere shape. Silica template was removed by chemical etching method using NaOH solution. When the concentration of NaOH solution was increased, first particle size of manganese oxide was decrease and confirmed mesoporous hollow shpere shape. X-ray diffraction(XRD) patterns revealed that the synthesized samples has spinel structure with Fd3m space group. In case the ratio of silica and maganese salt increased, the size of first particles was decreased. The tetragoanal $LiMn_2O_4$ with micron size was synthesized at ratio of silica and manganese salt over 1 : 9. The prepared samples were assembled as cathode materials of Li-ion battery with 2032 type coin cell and their electrochemical properties are examined by charge-discharge and cyclic performance. Electrochemical measurements show that the nano-size particles had lower capacity than micron-size particles. But, cyclic performance of nano-size particles had better than that of micron-size particles.

TiN films by the HCD Ion plating (HCD법 이온플레이팅에 의한 TiN 박막제작)

  • Seo, Y.W.;Cho, S.M.;Kim, M.J.;Whang, K.W.
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 1989.07a
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    • pp.335-337
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    • 1989
  • The Charcteristics of the HCD ion plating system for TiN coating was Investigated. 1-V curvet of the HCD ( hollow cathode discharge ), radiation temperatures of the Ta tube and the Ti pool and the electron density and the temperature of the generated plasma are shown. The preferred orientation and the micro-hardness of coatings performed by HCD process are studied.

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Multi-color Optogalvanic spectroscopy of Mercury Atom (수은 원자의 다색 Optogalvanic Spectroscopy)

  • 정도영
    • Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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    • 1991.06a
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    • pp.41-44
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    • 1991
  • 수은 원자의 6 1So - 6 3P1 - 6 2D2, 3D1, 2 - continuum 간의 다단계 광이온화 과정을 수은 hollow cathode lamp를 사용하여 optogalvanic 효과를 관찰하므로써 연구하였다. 단색 단일공명, 이색 단일공명, 이색 이중공명 및 삼색 이중공명 여기과정에 대한 optogalvanic 신호의 time profile 과 스펙트럼을 관측하여 분석했으며, optogalvanic 스펙트럼으로부터 6 3P1 - 61, 3D1 전이들의 상대적 진동차 세기를 측정하였다.

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The generation of nitrogen ion species in high-density plasma with HCD (고밀도 플라즈마 내에서의 plasma species의 변화)

  • Kim, Sang-Gwon;Kim, Seong-Wan;Takai, O.
    • Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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    • 2009.05a
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    • pp.234-234
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    • 2009
  • 고밀도 플라즈마 질화를 위해 장비 내에 보조 HCD (Hollow Cathode Discharge) 전극을 설치하여 고밀도의 플라즈마가 발휘되도록 장비를 구축하였다. 기존 bias 플라즈마 질화는 1-10Torr의 공정압력인데 반하여 $10^{-1}-10^{-2}$Torr의 비교적 고 진동에서 고밀도의 플라즈마를 발생시켰다. HCD 질화는 bias plasma 질화 공정의 플라즈마를 비교하면 가스 비의 영향이 매우 큰 것드로 관찰되었으며 기존에 발표된 플라즈마 질화 관련 모델과 비교하여 관찰된 플라즈마 내에서는 ion species가 실제 공정에서도 영향을 미치는 것을 알 수 있었다.

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Observation of Penning ionization using the optogalvanic effect

  • Jeong, Kee-Ju;Lee, Jun-Hoi
    • Journal of Korean Vacuum Science & Technology
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    • v.7 no.1
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    • pp.18-22
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    • 2003
  • The optogalvanic effect is proposed and demonstrated as a technique for Penning ionization in a discharge of mixtures of metal vapors and rare gases. The gadolinium and argon mixture is used as a prototype. The lowest metastable of argon, 3P$_2$ (ls$\_$5/ in Paschen notation) at 93144 cm$\^$-1/, is within kT from the excited states of Gd ion. Thus Penning ionization occurs to an excited states of the ion. This process strongly alters the optogalvanic signal and has its own signatures.

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