• Nuclear Engineering and Technology
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• 제29권6호
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• pp.459-467
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• 1997

The steady-state behavior of recycling neutral atoms in a tokamak edge region has been analyzed through a two-dimensional Monte Carlo simulation. A particle tracking algorithm used in earlier research on the neutral particle transport is applied to this Monte Carlo simulation in order to perform more accurate calculations with the EDGETRAN code which was previously developed for a two-dimensional edge plasma transport in the authors' laboratory. The physical model of neutral recycling includes charge-exchange and ionization interactions between plasmas and neutral atoms. The reflection processes of incident particles on the device wall are described by empirical formulas. Calculations for density, energy, and velocity distributions of neutral deuterium-tritium atoms have been carried out for a medium-sized tokamak with a double-null configuration based on the KT-2 conceptual design. The input plasma parameters such as plasma density, ion and electron temperatures, and ion fluid velocity are provided from the EDGETRAN calculations. As a result of the present numerical analysis, it is noticed that a significant drop of the neutral atom density appears in the region of high plasma density and that the similar distribution of neutral energy to that of plasma ions is present as frequently reported in other studies. Relations between edge plasma conditions and the neutral recycling behavior are discussed from the numerical results obtained herein.

• 한국진공학회지
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• 제14권1호
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• pp.17-23
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• 2005

본 논문은 글로우방전 질량분석법(Glow Discharge Mass Spectrometry: GDMS)을 이용하여 구리 박막내의 미량 불순물의 농도분석과 음의 기판 바이어스에 대한 구리 박막내의 불순물의 농도변화에 대해서 고찰하였다. 구리 박막은 실리콘 기판 위에 비질량 분리형 이온빔 증착장비를 이용하여 기판 바이어스를 걸지 않은 경우와 -50 V의 기판 바이어스를 걸은 상태에서 증착하였다. 전기를 통하지 않는 분석 샘플의 경우, 직류(DC) GDMS에 의한 분석시, 샘플 표면에서의 charge-up 효과에 의해 분석에 어려움이 있었지만, 본 실험에서는 간편하게 분석이 가능하도록 샘플을 알루미늄 포일(foil)로 감싸서 구리 박막으로부터 실리콘 기판 뒤의 샘플 홀더까지 전기적 접촉이 이루어지도록 하였다. 구리 타겟과 증착된 구리 박막들에 대한 GDMS 분석결과에 의해서, 전체적으로 박막내의 불순물의 양이 음의 기판 바이어스에 의해 줄어듦으로써 구리 박막의 전체 순도를 높일 수 있다는 것을 알게 되었다. 음의 기판 바이어스에 의한 불순물들의 농도변화는 각각의 불순물의 이온화 포텐셜의 차이에 의한 것으로, 박막 증착시 플라즈마내의 Penning ionization effect와 본 논문에서 제시한 이온화 과정에 의해 각 불순물의 농도변화가 설명되어질 수 있었다. 또한, 기판 위에서의 구리 이온들의 충격에 의한 cleaning effect도 박막내의 불순물의 농도변화에 기여했다고 판단된다.

• 한국조명전기설비학회:학술대회논문집
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• 한국조명전기설비학회 1999년도 학술대회논문집-국제 전기방전 및 플라즈마 심포지엄 Proceedings of 1999 KIIEE Annual Conference-International Symposium of Electrical Discharge and Plasma
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• pp.53-57
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• 1999

To investigate the discharge dynamics of alternating current plasma display panel (ACPDP), we measured the spatio-temporally resolved VUV and IR emission by an intensified charge coupled device (CCD). The breakdown beings around the anode inner edge and moves towards the cathode surface. As the ionization intensifies in front of the cathode surface, another emission region appears on the anode surface. While the anode side emission does not move but grows, the cathode side emission moves out and spreads over the entire cathode surface. The discharge dynamics emission by a 2 dimensional numerical simulation suggests that a cathode-directed streamer formation play an important role.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.267-267
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• 2012

최근 국내 반도체 장비 업체들에 의해서 차세대 반도체용 450 mm 웨이퍼 공정용 장비 개발이 진행 중에 있다. 반도체 산업은 계속해서 반도체 칩의 크기를 작게 하고, 웨이퍼 크기를 늘리면서 웨이퍼 당 칩수를 증가시켜 생산성을 향상해오고 있다. 현재 300 mm 웨이퍼에서 450 mm 웨이퍼를 도입하게 되면, 생산성 뿐만 아니라 30%의 비용절감과 50%의 cycle-time 단축이 기대되고 있다. 장비에 대한 이해와 공정에 대한 해석 능력을 위해 비용과 시간이 많이 들기 때문에 최근 컴퓨터를 활용한 수치 모델링이 진행되고 있다. 또한, 수치 모델링은 실험 결과와의 비교가 필수적이다. 본 연구에서는 450 mm 웨이퍼 공정용 장비의 전자밀도를 cut off probe를 통해 100 mTorr에 서 Ar 플라즈마를 파워에 따라 측정했다. 13.56 MHz 200 W, 500 W, 1,000 W로 입력 파워가 증가하면서 웨이퍼 중심에서 $6.0{\times}10^9#/cm^3$, $1.35{\times}10^{10}#/cm^3$, $2.4{\times}10^{10}#/cm^3$로 증가했다. 450 mm 웨이퍼 영역에서 전자 밀도의 불균일도는 각각 10.31%, 3.24%, 4.81% 였다. 또한, 이 450 mm 웨이퍼용 CCP 장비를 축대칭 2차원으로 형상화하고, 전극에 13.56 MHz를 직렬로 연결된 blocking capacitor ($1{\times}10^{-6}$ F/$m^2$)를 통해 인가할 수 있도록 상용 유체 모델 소프트웨어(CFD-ACE+, EXI corp)를 이용하여 계산하였다. 주요 전자-중성 충돌 반응으로 momentum transfer, ionization, excitation, two-step ionization을 고려했고, $Ar^+$와 $Ar^*$의 표면 재결합 반응은 sticking coefficient를 1로 가정했다. CFD-ACE+의 CCP 모델을 통해 Poisson 방정식을 풀어서 sheath와 wave effect를 고려하였다. Stochastic heating을 고려하지 않았을 때, 플라즈마 흡수 파워가 80 W, 160 W, 240 W에서 실험 투입 전력 200 W, 500 W, 1,000 W일 때와 유사한 반경 방향의 플라즈마 밀도 분포를 보였다. 200 W, 500 W, 1,000 W일 때의 전자밀도 분포는 수치 모델링과 전 범위에서 각각 10%, 3%, 2%의 오차를 보였다. 450 mm의 전극에 13.56 MHz의 전력을 인가할 때, 파워가 증가할수록 전자밀도의 최대값의 위치가 웨이퍼 edge에서 중심으로 이동하고 있음을 실험과 모델링을 통해 확인할 수 있었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제10권12호
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• pp.2258-2263
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• 2006

본 논문은 shallow trench isolation (STI) 공정에서 ILD (inter-layer dielectric) 막의 수분에 의해 야기되는 단 채널 (short-channel) nMOSFET의 hump 특성의 원인을 분석하고 억제 방법을 제안하였다. 다양한 게이트를 가지는 소자와 TDS-APIMS(Thermal Desorption System-Atmospheric Pressure Ionization Mass Spectrometry) 측정을 이용하여 hump 특성을 체계적으로 분석하였고, 분석을 바탕으로 단 채널 hump모델을 제안하였다. 제안된 모델에 의한 단 채널 nMOSFET의 hump 현상은 poly-Si 게이트 위의 ILD 막의 수분이 상부의 SiN 막에 의해 밖으로 확산되지 못하고 게이트와 STI의 경계면으로 확산하여 발생한 것이 며, 이를 개선하기 위해 상부의 SiN 막의 증착 전 열공정을 통해 ILD 막의 수분을 효과적으로 배출시킴으로써 hump 특성을 성공적으로 억제하였다.

• 전기학회논문지
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• 제66권4호
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• pp.659-665
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• 2017

Power semiconductor devices required the low on-resistance and high breakdown voltage. Wide band-gap materials opened a new technology of the power devices which promised a thin drift layer at an identical breakdown voltage. The diamond had the wide band-gap of 5.5 eV which induced the low power loss, high breakdown capability, low intrinsic carrier generation, and high operation temperature. We investigated the p-type pseudo-vertical diamond Schottky barrier diodes using a numerical simulation. The impact ionization rate was material to calculating the breakdown voltage. We revised the impact ionization rate of the diamond for adjusting the parallel-plane breakdown field at 10 MV/cm. Effects of the field plate on the breakdown voltage was also analyzed. A conventional diamond Schottky barrier diode without field plate exhibited the high forward current of 0.52 A/mm and low on-resistance of $1.71{\Omega}-mm$ at the forward voltage of 2 V. The simulated breakdown field of the conventional device was 13.3 MV/cm. The breakdown voltage of the conventional device and proposed devices with the $SiO_2$ passivation layer, anode field plate (AFP), and cathode field plate (CFP) was 680, 810, 810, and 1020 V, respectively. The AFP cannot alleviate the concentration of the electric field at the cathode edge. The CFP increased the breakdown voltage with evidences of the electric field and potential. However, we should consider the dielectric breakdown because the ideal breakdown field of the diamond is higher than that of the $SiO_2$, which is widely used as the passivation layer. The real breakdown voltage of the device with CFP decreased from 1020 to 565 V due to the dielectric breakdown.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제20권4호
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• pp.191-198
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• 2009

이 연구의 목적은 소조사면 선량계측을 위하여 엣지검출기의 성능을 평가하기 위함이다. 다양한 소조사면과 깊이에서 엣지검출기(Model 1118 Edge)를 이용하여 6 MV 광자선의 선량 직선성, 선량률 의존도, 출력 계수, 선량 측면도 및 심부선량 백분율을 따라 측정하였으며, 이를 표준용적의 이온전리함(CC13)과 광자선 다이오드 검출기(PFD)와 비교하였다. 선량 직선성을 일차 선형 맞춤 함수와 비교하였을 때, 세 검출기 모두 1% 미만의 차이를 나타냈으며, 엣지검출기는 -0.08~0.08%의 가장 낮은 차이를 보였다. 선량율의 변화(100~600 MU/min)에 따라 PFD와 엣지검출기의 정규화된 반응비는 1% 미만의 일정한 값을 보였으나, CC13은 100 MU/min에서 약 -5%의 변화를 나타냈다. 조사면의 크기($4{\times}4\;cm^2{\sim}10{\times}10\;cm^2$)에 따른 출력계수는 세 검출기 모두 거의 같은 값을 보였으나, $4{\times}4\;cm^2$ 이하의 소조사면에서는 엣지검출기와 PFD의 출력 계수가 CC13과 최대 21%의 차이보였다. 각 조사면에서 20~80%의 반음영 폭을 측정하였을 때, 평균적으로 CC13은 엣지검출기보다 2배, PFD는 약 30% 정도 더 넓게 나타났다. 또한 10~90%의 반음영의 경우, CC13과 PFD가 각각 55%와 19% 정도 더 넓은 폭을 나타냈다. 엣지검출기는 선량 측면도의 반치폭이 조사면의 크기와 거의 일치하였으나, 다른 두 검출기는 조사면의 크기보다 약 8~10% 더 크게 나타났으며, 심부선량백분율은 각 조사면에서 세 검출기 모두 거의 일치하였다. 엣지검출기의 성능평가를 위한 선량특성을 분석한 결과, $4{\times}4\;cm^2$ 이하의 소조사면에서 가장 적합한 특성을 나타냈으며, CC13과 PFD와 같은 검출기는 조사면이 작을수록 상당한 오차를 나타낼 수 있음을 알 수 있었다.

• 한국분말재료학회지
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• 제14권3호
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• pp.157-164
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• 2007

본 고에서는 최근 재료분석에 활발히 응용되고 있는 EELS 분석장비의 원리와 응용 분야 등에 대해 검토하였다. EELS를 이용하여 수행할 수 있는 주요 응용분야로는 원소의 정성 및 정량분석, 원소 및 화학 맴핑, 화학물의 결함구조를 알 수 있는 전자구조(DOS)에 대한 힌트 등이 있으며, 점차 재료의 근본 적인 성질을 추출할 수 강력한 분석기가 되고 있다. 또한 원소를 분석하고 맹핑하는데 걸리는 시간이 수초에서 수분 이하의 시간으로 매우 짧아 전자빔에 의한 재료의 손상을 최소화시킬 수 있는 장점을 갖고 있다. 특히 나노미터 영역의 분말의 경우 원소의 분포가 불균일하고 전자빔에 의하여 쉽게 변형되는 재료 분석에 매우 유용하다. 향후 TEM의 발달과 함께 EELS는 국부적인 영역에서 가장 다양하고 유용한 정보를 추출할 수 있는 분석기로 자리매김할 것으로 기대된다.

• KIEE International Transactions on Electrophysics and Applications
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• 제2C권5호
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• pp.246-252
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• 2002

Two-dimensional steady state simulations of planar type radio frequency inductively coupled plasma (RFICP) have been performed. The characteristics of RFICP were investigated in terms of power transfer efficiency, equivalent circuit analysis, spatial distribution of plasma density and electron temperature. Plasma density and electron temperature were determined from the equations of ambipolar diffusion and energy conservation. Joule heating, ionization, excitation and elastic collision loss were included as the source terms of the electron energy equation. The electromagnetic field was calculated from the vector potential formulation of ampere's law. The peak electron temperature decreases from about 4eV to 2eV as pressure increases from 5 mTorr to 100 mTorr. The peak density increases with increasing pressure. Electron temperatures at the center of the chamber are almost independent of input power and electron densities linearly increase with power level. The results agree well with theoretical analysis and experimental results. A single turn, edge feeding antenna configuration shows better density uniformity than a four-turn antenna system at relatively low pressure conditions. The thickness of the dielectric window should be minimized to reduce power loss. The equivalent resistance of the system increases with both power and pressure, which reflects the improvement of power transfer efficiency.

• 한국항공우주학회지
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• 제45권7호
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• pp.574-580
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• 2017

항공기에는 비행 중 공기 중으로부터 축적된 정전기를 방출시키기 위하여 정전기방출기를 장착하여야 한다. 특히 정전기 방출기에 의해 방출되지 않으면, 항공기 표면에 이온화현상이 발생하게 되고, 그에 따라 항공기 외부로 돌출된 안테나 및 날개 끝부분에서 코로나 현상을 발생시켜 무선통신 및 장비운용에 영향을 미치게 한다. 본 논문에서는 항공기 정전기 방출기를 장착하기 위하여 항공기 표면적과 속도 그리고 기후조건을 분석하였다. 또한 그 분석결과를 바탕으로 정전기 방출기 장착설계를 수행할 수 있으며, 장착된 정전기 방출기의 기능시험을 통하여 효과적으로 장착설계가 되어있음을 확인할 수 있다. 그리하여 본 연구결과를 바탕으로 추후 다양한 크기와 임무조건을 가지는 항공기의 정전기 방출기 장착설계를 최적화하여 수행할 수 있다.