• 제목/요약/키워드: Hollow cathode discharge

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Laser Induced Impedance Changes in Hollow Cathode Lamps

  • Byung Chul Cha;Jae Jung Lee;Ki Beom Lee;Hyo Jin Kim;Gae Ho Lee;Hasuck Kim
    • 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.

다개구 이온빔 가공장치용 냉음극 방식의 가스 이온원의 가능성 평가에 관한 연구 (A Feasibility Study on the Cold Hollow Cathode Gas Ion Source for Multi-Aperture Focused Ion Beam System)

  • 최성창;강인철;한재길;김태곤;민병권
    • 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.

개선된 전열증기화 속빈음극관 글로우 방전셀의 기초연구 및 개발 (The Fundamental Studies and Development of Modified Electrothermal Vaporization Hollow Cathode Glow Discharge Cell)

  • 이성훈;조원보;정종필;최우창;김규환;우정수;이장수;강동현;이상천
    • 분석과학
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    • 제15권6호
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    • pp.514-520
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    • 2002
  • 효율적인 시료의 분석을 위하여 개선된 전열증기화 속빈음극관 글로우 방전 우너자방출분광 장치를 제작하여 그에 대한 기초 연구를 수행하였다. 본 시스템은 개선된 속빈음극관 글로우 방잔에 개선된 전열증기화법을 이용한 샘플주입방법을 응용하였으며, ${\mu}{\ell}$단위의 적은 양으로도 분석가능하도록 순수한 텅스템 재질로 된 나선형 코일을 제작하여 증기화 효율을 최대한 높일수 있도록 하여 글로우 방전으로 최대한 많은 양이 주입될 수 있도록 개선하였다. 최적화된 분석조건을 위한 방전조건으로 시료운반기체 사용량과 방전 전력을 측정하였으며, 그 전에 글로우 방전셀의 냉각장치 및 내부의 구조적인 문제 여부에 따른 방출세기에 미치는 영향과 측정 정밀도를 관찰하였다. 방출되어 발생된 빛은 광전송용 광파이버에 의하여 효율적으로 검출기에 운반되도록 구성 제작하였으며, 마지막으로 본 연구결과에 의한 직선성을 관찰하였다.

HCD 이온 플레이팅 방법을 이용한 TiC 코팅에 관한 연구 (A Study on the TiC Coating Using Hollow Cathode Discharge Ion Plating)

  • 김인철;서용운;황기웅
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1991년도 추계학술대회 논문집 학회본부
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    • pp.261-264
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    • 1991
  • Titanium carbide(TiC) films were deposited on stainless-steel sheets using HCD(Hollow Cathode Discharge) reactive ion plating. Acetylene gas was used as the reactant gas. The characteristics of TiC films were examined by X-Ray diffraction, $\alpha$-step, ESCA(Electron Spectroscopy for Chemical Analysis), and, AES(Auger Electron Spectroscopy). The results were discussed with regard to various deposition conditions(bias voltage, acetylene flow rate, temperature).

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Slot형 구리 이온 레이저 (Slotted type copper ion laser)

  • 송순달;홍남관
    • 한국광학회지
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    • 제8권4호
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    • pp.291-296
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    • 1997
  • Slot형의 구리 이온 레이저를 제작하여, 780 nm 레이저 동작을 위한 장치구조의 안정성과 특성을 조사했다. 구리 이온 레이저의 최대 출력을 다양한 동작조건 범위에서 측정했다. IR-레이저의 출력은 음극의 기하학적 구조, 방전전압, 그리고 기체압력에 주로 의존했다. 네온의 부분압력이 60%에 이르면 출력이 감소하였으며, 그 이유 중에 하나는 높은 레이저 준위의 Population이 감소했기 때문이다. 파장 780 nm는 레이저 전이가 구리 이온의 5p 준위에서 일어난다. 통형음극을 사용하는 본 실험의 레이저 장치는 헬륨과 네온 흡합기체 방전에서 동작되고, 100시간 동안의 방전시간 후에 출력감소가 35%이었다(활성길이 9.6cm에 대한 출력은 2.8 mW).

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PLASMA-SULFNITRIDING USING HOLLOW CATHODE DISCHARGE

  • Urao, Ryoichi;Hong, Sung-pill
    • 한국표면공학회지
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    • 제29권5호
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    • pp.443-448
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    • 1996
  • In order to plasma-sulfnitride by combining ion-nitriding of a steel and sputtering of MoS$_2$, chromium-molybdenum steel was plasma-sulfritrided using hollow cathode discharge with parallel electrodes which are a main of the steel and a subsidiary cathode of $MoS_2$. The treatment was carried out at 823K for 10.8ks under 665Pa in a 30% $N_2$-70% $H_2$ gas atmosphere. Plasma-sulfnitriding layers formed of the steel were characterized with EDX, XRD, micrographic structure observation and hardness measurement. A compound layer of 8-15$\mu\textrm{m}$ and nitrogen diffusion layer of about 400$\mu\textrm{m}$ were formed on the surface of plasma-sulfnitrided steel. The compound layer consisted of FeS containing Mo and iron nitrides. The nitrides of $\varepsilon$-$Fe_2_3N$ and $\gamma$'-$Fe_4N$ formed under the FeS. The thickness of compound layer and surface hardness were different with the gaps between main and subsidiary cathodes even in the same sulfnitriding temperature. The surface hardnesses after plasma-sulfnitriding were distributed from 640 to 830Hv. The surface hardness was higher in the plasma-sulfnitriding than the usual sulfnitriding in molten salt. This may be due to Mo in sulfnitriding layer.

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Multiple Hole Electrode를 이용한 RF CCP에서의 홀 디자인에 관한 연구

  • 이헌수;이윤성;장홍영
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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    • pp.437-437
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    • 2010
  • DC Hollow cathode 방전은 약 100여 년 전, Paschen에 의해 실험된 이후로 광원, 스퍼터링 공정, 이온빔 소스 등 다양한 분야에 이용되어 왔다. 최근 태양전지용 마이크로 결정질 실리콘 증착 시, RF CCP의 전극에 복수의 홀 혹은 트렌치 구조를 두어 Hollow cathode 방전 효과를 이용하여 향상된 공정 속도로 공정을 진행한다. 그러나 RF-MHCD (Multi hole cathode discharge) 공정을 위한 최적 규격의 홀 기에 관한 연구는 그 중요성과 응용성에도 불구하고 깊게 이루어지지 못한 바 있다. 그러므로 저자는 Capacitively Coupled Plasma (전극 간격 : 4cm, 전극 직경 : 14cm) 장비에서 평면 전극과 10mm 깊이와 각각 3.5mm, 5mm, 7mm, 10mm 직경의 홀이 있는 4개의 전극을 이용하여 Argon RF-MHCD 방전을 관찰하여 조건 별 최적의 홀 전극 디자인을 도출하였다. 실험 조건은 64.5mTorr ~ 645mTorr압력 범위/ 1A~9A이며, 플라즈마는 전극 사이 중앙에 설치한 RF-compensated Langmuir Probe와, 전극과 전기적으로 접촉하는 1000:1 Probe 와 Voltage-Current Probe를 이용하여 측정되었다. 실험 결과 압력 조건 별로, 최적의 전자 밀도를 유도하는 전극 상 홀의 직경이 달라짐을 확인하였다.

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The study of silicon etching using the high density hollow cathode plasma system

  • Yoo, Jin-Soo;Lee, Jun-Hoi;Gangopadhyay, U.;Kim, Kyung-Hae;Yi, Jun-Sin
    • 한국정보디스플레이학회:학술대회논문집
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    • 한국정보디스플레이학회 2003년도 International Meeting on Information Display
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    • pp.1038-1041
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    • 2003
  • In the paper, we investigated silicon surface microstructures formed by reactive ion etching in hollow cathode system. Wet anisotropic chemical etching technique use to form random pyramidal structure on <100> silicon wafers usually is not effective in texturing of low-cost multicrystalline silicon wafers because of random orientation nature, but High density hollow cathode plasma system illustrates high deposition rate, better film crystal structure, improved etching characteristics. The etched silicon surface is covered by columnar microstructures with diameters form 50 to 100nm and depth of about 500nm. We used $SF_{6}$ and $O_{2}$ gases in HCP dry etch process. This paper demonstrates very high plasma density of $2{\times}10^{12}$ $cm^{-3}$ at a discharge current of 20 mA. Silicon etch rate of 1.3 ${\mu}s/min$. was achieved with $SF_{6}/O_{2}$ plasma conditions of total gas pressure=50 mTorr, gas flow rate=40 sccm, and rf power=200 W. Our experimental results can be used in 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 paper we directed our study to the silicon etching properties such as high etching rate, large area uniformity, low power with the high density plasma.

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Very High Frequency Multi Hollow Cathode PECVD 장치의 수치모델링 (Numerical Modeling of Very High Frequency Multi Hollow Cathode PECVD)

  • 주정훈
    • 한국진공학회지
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    • 제19권5호
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    • pp.331-340
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    • 2010
  • 초고주파 다중 중공 음극 방전을 이용한 플라즈마 화학 기상 증착 장치를 3차원 수치 모델링하였다. 기본적인 방전 특성을 파악하기 위하여 알곤 플라즈마를 40 MHz, 100 V, 133.3 Pa (1 Torr)의 조건에 대해서 계산하였다. 6 mm 직경의 홀을 20 mm 간격으로 배열하였고 전극 간격은 10 mm를 가정하였다. 피크 플라즈마 밀도는 홀의 하부 중앙에서 $5{\times}10^{11}#/cm^3$ 였으며 전자 온도는 접지 상태로 가정한 기판과 챔버 벽면 주위에서 가장 높았다. 준안정 상태에 의한 2단 이온화 속도는 전자 충돌에 의한 직접 이온화보다 10배 가량 높았다. 수소에 대한 계산에서는 이온화 이외의 다양한 에너지 소모 경로가 있어서 방전의 국재화가 잘 이루어지지 않았다.