• 제목/요약/키워드: Ion Flux

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플라즈마 식각 시뮬레이션을 위한 스캔 방식의 이온 플럭스 계산 방법 (Scanning System Method for Calculating Ion Flux in Plasma Etching Simulation)

  • 신성식;유동훈;권오봉
    • 전자공학회논문지
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    • 제50권10호
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    • pp.124-131
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    • 2013
  • 플라즈마(Plasma) 공정 시뮬레이션에서 가장 중요한 요소는 식각(Etching) 과정으로 특성 정보 프로파일(Feature Profile)에 의존하는 식각 비율(Etch Rate)을 계산하는 것이다. 식각 비율을 결정 요소는 이온 플럭스(Ion Flux), 뉴트럴 플럭스(Neutral Flux), 가스 종 온도 등 다양하지만 본 논문에서는 이온 플럭스(Ion Flux)에 한정하여 고속으로 이온 플럭스를 계산하기 위한 스캔 방법을 제안했다. 그리고 일반적으로 많이 사용되어지는 몬테카를로(Monte Carlo) 방법과 제안 방법을 가우시안 분포 및 코사인 분포를 이용하여 실험하고 서로 비교 분석하였다. 본 논문에서 제안한 방법이 몬테카를로 방법과 비교 했을 때 보다 효율적으로 정확한 이온 플럭스를 계산 할 수 있음을 검증하였다.

펄스드 $SiH_4-N_2$ 플라즈마를 이용한 SiN 박막의 상온 증착과 굴절률에의 Duty ratio 영향 (Room temperature deposition of SiN thin film using pulsed $SiH_4-N_2$ plasma and the effect of duty ratio on refractive index)

  • 권상희;김병환;우형수;이형구
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
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    • pp.25-26
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    • 2009
  • Pulsed-PECVD를 이용하여 상온에서 실리콘 나이트라이드(SiN) 박막을 증착하였다. 본 연구에서는, 60-100%의 duty ratio 변화에 따른 굴절률을 살펴보고, 굴절률에 대한 이온에너지의 영향을 분석했다. RF 소스파워는 900W로 고정하였고 $SiH_4-N_2$를 이용하였다. 이온에너지에 대한 정보는 non-invasive 이온 분석기를 이용하여 수집하였다. 측정된 이온에너지 변수는 high ion energy, low ion energy, high ion energy flux, low ion energy flux이며, 이를 이용해 또 다른 변수인 ion energy flux ratio를 계산하였다. Duty ratio의 감소에 따라 굴절률은 일반적으로 감소하였다. 또한 duty ratio의 감소에 따라 high ion energy는 증가하였다. 한편, 60-80%에서 굴절률은 이온에너지 flux의 비에 강한 의존성을 보였으며, 60%를 제외한 모든 duty ratio 구간에서 굴절률은 Nl에 강하게 영향을 알고 있는 것으로 유추되었다. 굴절률은 1.508와 1.714 사이에서 변화하였다.

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Development of High Flux Metal Ion Plasma Source for the Ion Implantation and Deposition

  • Kim, Do-Yun;Lee, Eui-Wan
    • Journal of Korean Vacuum Science & Technology
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    • 제7권2호
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    • pp.45-56
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    • 2003
  • A high flux metal plasma pulse ion source, which can simultaneously perform ion implantation and deposition, was developed and tested to evaluate its performance using the prototype. Flux of ion source was measured to be 5 A and bi-polar pulse power supply with a peak voltage of 250 V, repetition of 20 Hz and width of 100 ${\mu}\textrm{s}$ has an output current of 2 kA and average power of 2 kW. Trigger power supply is a high voltage pulse generator producing a peak voltage of 12 kV, peak current of 50 A and repetition rate of 20 Hz. The acceleration column for providing target energy up to ion implantation is carefully designed and compatible with UHV (ultra high vacuum) application. Prototype systems including various ion sources are fabricated for the performance test in the vacuum and evaluated to be more competitive than the existing equipments through repeated deposition experiments.

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신경망을 이용한 SiN 박막 표면거칠기에의 이온에너지 영향 모델링 (Neural Network Modeling of Ion Energy Impact on Surface Roughness of SiN Thin Films)

  • 김병환;이주공
    • 한국표면공학회지
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    • 제43권3호
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    • pp.159-164
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    • 2010
  • Surface roughness of deposited or etched film strongly depends on ion bombardment. Relationships between ion bombardment variables and surface roughness are too complicated to model analytically. To overcome this, an empirical neural network model was constructed and applied to a deposition process of silicon nitride (SiN) films. The films were deposited by using a pulsed plasma enhanced chemical vapor deposition system in $SiH_4$-$NH_4$ plasma. Radio frequency source power and duty ratio were varied in the range of 200-800 W and 40-100%. A total of 20 experiments were conducted. A non-invasive ion energy analyzer was used to collect ion energy distribution. The diagnostic variables examined include high (or) low ion energy and high (or low) ion energy flux. Mean surface roughness was measured by using atomic force microscopy. A neural network model relating the diagnostic variables to the surface roughness was constructed and its prediction performance was optimized by using a genetic algorithm. The optimized model yielded an improved performance of about 58% over statistical regression model. The model revealed very interesting features useful for optimization of surface roughness. This includes a reduction in surface roughness either by an increase in ion energy flux at lower ion energy or by an increase in higher ion energy at lower ion energy flux.

Oxygen Ion Beam Deposition 법을 이용한 저온 ITO film에 Oxygen radical(O)이 미치는 영향에 대한 연구

  • 김정식;배정운;김형종;정창현;이내응;염근영
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2000년도 제18회 학술발표회 논문개요집
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    • pp.117-117
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    • 2000
  • 높은 광학적 투과성과 전기전도성을 갖는 ITO film은 solar cell같은 optoelectronic device나 휴대용 소형 TV, flat panel display 등의 투명전극으로 그 응용 분야가 광범위하여 많은 연구가 수행되어져 왔다. 기판으로서 유리를 사용할 때 생기는 활용범위 제한을 극복하고자 최근 유기물 위에 증착이 가능한 저온 증착방법에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 그 가운데 이온빔과 같은 energetic한 beam을 이용한 박막의 제조는 기판을 플라즈마 발생지역으로부터 분리시켜 이온빔의 flux 및 에너지, 입사각 등의 자유로운 조절을 통해 상온에서도 우수한 성질의 박막형성 가능성이 제시되어 지고 있다. ITO박막을 형성하는 방법 중 스프레이법이나 CVD법과 같은 화학적 증착방법은 증착시 350-50$0^{\circ}C$의 고온이 필요하고 현재 가장 많이 응용되어 지고 있는 sputter법은 15$0^{\circ}C$정도의 가열이 필요하므로 앞으로 응용가능성이 매우 커서 많은 연구가 진행중인 플라스틱과 아크릴 같은 flexible 한 기판위 증착에 적용이 불가능하다. 본 실험에서는 IBAD(Ion Beam Assisted Deposition)법을 이용하여 저온 ITO film을 유리와 유기막위에 증착하는 연구를 수행하였다. 유기막위에 증착된 ITO는 보다 가볍고 충격에 강하고 유리에 못지 않은 투과성을 가지고 있으나 현재 film의 quality 향상에 대한 요구가 증대되어 지고 있는 실정이다. 따라서, 본 실험에서는 dual oxygen ion gun의 조건변화에 따른 ITO film의 특성변화를 관찰하였다. 고정된 증?율에 한 개 ion gun에 ion flux를 고정시킨 후 또 다른 ion gun에서 발생하는 oxygen radical의 영향을 조사하였으며 oxygen radical의 rf power에 따른 변화는 OES(Optical emission spectroscopy)를 사용하였다. 너무 적은 oxygen ion beam flux나 oxygen radical은 film의 전도도 및 투과도를 저하시켰고 반면 너무 과도한 flux의 증가 시는 전도도는 감소하였고 투과도는 증가하는 경향을 보였다. 기판에 도달하는 oxygen ion flux는 faraday cup을 이용하여 측정하였으며 증착된 ITO film은 XPS, UV-spectrometer, 4-point probe를 이용하여 분석하였다.

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이온토포레시스에 의한 극성약물의 경피흡수 촉진

  • 심창구;김종국
    • 한국응용약물학회:학술대회논문집
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    • 한국응용약물학회 1992년도 제1회 신약개발 연구발표회 초록집
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    • pp.62-62
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    • 1992
  • 1.이온토포레시스에 의한 ISP의 경피촙수증가는 단순투과의 약 13배로서 그 증가정도는 전류세기와 약물농도에 비례하였다. 2. 가해주는 $Na^{+}$ 농도가 커질수록 ISP의 flux는 감소하였다. 3. ion-pairing agent률 가하면 ISP의 flux는 감소하는데, 그 감소정도는 TU>SAL>BEN 로서 이는 이 물질들이 ISP와 ion-pair를 형성하는 능력순서와 같았다. 4. ISP용액의 pH증가시 ISP의 flux는 대체적으로 증가하며 그 pattern은 피부의 pKa를 3.5로 가정할 때의 피부해리곡선과 유사하였다. ISP가 광범위한 pH에서 완벽하게 해리된다고 가정할 때 pH증가시 flux증가는 피부해리 증가에 따른 permselectivity 증가에 기인한 것으로 생각되었다.

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고출력 저에너지 이온빔을 이용한 InP(100) 표면의 나노 패턴형성 (Fabrication of Nanostructures on InP(100) Surface with Irradiation of Low Energy and High Flux Ion Beams)

  • 박종용;최형욱;;정연식;최원국
    • 한국재료학회지
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    • 제15권6호
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    • pp.361-369
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    • 2005
  • InP(100) crystal surface was irradiated by ion beams with low energy $(180\~225\;eV)$ and high flux $(\~10^{15}/cm^2/s)$, Self-organization process induced by ion beam was investigated by examining nano structures formed during ion beam sputtering. As an ion source, an electrostatic closed electron Hall drift thruster with a broad beam size was used. While the incident angle $(\theta)$, ion flux (J), and ion fluence $(\phi)$ were changed and InP crystal was rotated, cone-like, ripple, and anistropic nanostrucuture formed on the surface were analyzed by an atomic force microscope. The wavelength of the ripple is about 40 nm smaller than ever reported values and depends on the ion flux as $\lambda{\propto}J^{-1/2}$, which is coincident with the B-H model. As the incident angle is varied, the root mean square of the surface roughness slightly increases up to the critical angle but suddenly decreases due to the decrease of sputtering yield. By the rotation of the sample, the formation of nano dots with the size of $95\~260\;nm$ is clearly observed.

A Cutoff Probe for the Measurement of High Density Plasma

  • 유광호;나병근;김대웅;유신재;김정형;성대진;신용현;장홍영
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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    • pp.148-148
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    • 2012
  • A cutoff probe is the novel diagnostic method to get the absolute plasma density with simple system and less assumption. However, high density of ion flux from plasma on probe tip can make the error of plasma density measurement because the dielectric material of probe tip can be damaged by ion flux. We proposed a shielded cutoff probe using the ceramic tube for protection from ion flux. The ceramic tube on probe tip can intercept the ion flux from plasma. The transmitted spectrum using the shielded cutoff probe is good agreement with E/M wave simulation result (CST Microwave Studio) and previous circuit simulation of cutoff probe [1]. From the analysis of the measured transmitted spectrum base on the circuit modeling, the parallel resonance frequency is same as the unshielded cutoff probe case. The obtained results of electron density is presented and discussed in wide range of experimental conditions, together with comparison result with previous cutoff method.

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하전모자이크 막을 사용하여 중금속이온의 분리 (Separation of Heavy Metal Ions across Novel Mosaic Membrane)

  • 송명관;이장우;양원강
    • 한국막학회:학술대회논문집
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    • 한국막학회 2005년도 추계 총회 및 학술발표회
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    • pp.96-101
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    • 2005
  • A theory for the material transports through ion exchange membrane has been developed on the basis of nonequilibrium thermodynamics by removing the assumption of solvent flow in the previous paper and applied to a detailed study of the ionic transport properties of new charged mosaic membrane(CMM) system. The CMM having two different fixed charges in the polymer membrane indicated unique selective transport behavior then ion-exchange membrane. The separation behavior of ion transport across the CMM with a parallel array of positive and negative functional charges were investigated. It was well-known the analysis of the volume flux and solute flux based on nonequilibrium thermodynamics. Our suggests preferential salt transport across the charged mosaic membranes. Transport properties of heavy metal ions, $Mg^{2+}$, $Mn^{2+}$and sucrose system across the charged mosaic membrane were estimated. As a result, we were known metal salts transport depended largely on the CMM. The reflection coefficient indicated the negative value that suggested preferential material transport and was independent of charged mosaic membrane thickness.

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