• 제목/요약/키워드: Langmuir Probe

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정전 탐침을 이용한 유도 결합형 반응기에서 발생하는 산소 플라즈마의 특성연구 (Characterization of oxygen plasma by using a langmuir probe in the inductively coupled plasma)

  • 김종식;김곤호;정태훈;염근영;권광호
    • 한국진공학회지
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    • 제9권4호
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    • pp.428-435
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    • 2000
  • 정전 탐침을 이용하여 유도 결합형 반응기에서 발생하는 산소 플라즈마의 음이온 발생 특성을 관찰하였다. 입력전력과 운전압력 조건에 따른 산소 플라즈마에서 electronegative 음이온 플라즈마의 입력전력과 운전압력에 따른 정전 탐침에 흐르는 포화 양 전류 대 포화 음 전류(전자 전류와 음 이온 전류의 합)의 전류 비율과 플라즈마 부유 전위와 플라즈마 전위 차의 변화로부터 음이온 발생 특성관찰을 하였다. 전류비의 증가와 전위차 값의 감소는 입력전력이 증가함에 따라 약 30∼60 mTorr 운전압력 영역에서 나타났으며 이 조건에서 음이온의 발생량이 증가함을 의미하고, 플라즈마내의 이온들은 음이온과 재결합에 의한 손실이 증가하여 플라즈마 밀도가 감소함을 알 수 있었다.

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중형과학로켓, KSR-II를 이용한 이온층 전자 밀도 및 온도 분포 측정에 관한 연구 (A STUDY OF THE IONOSPHERIC ELECTRON MEASUREMENT ON THE MEDIUM-SIZED SCIENTIFIC ROCKET , KSR-II)

  • 이재진;김준;이수진;민경욱;표유선;조광래;이황재
    • Journal of Astronomy and Space Sciences
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    • 제15권2호
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    • pp.401-415
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    • 1998
  • 1998년 6월 11일 오전 10시(KST)에 태안 반도(37。N, 126。E)에서 발사된 국산 로켓 KSR-II는 73km에서 130km고도에 걸쳐 전자 밀도, 전자 온도, 부동 전위 등을 관측하는데 성공하였다. 이 지역은 이온 층의 E-region에 해당하는 지역으로 전자 온도가 낮고 특히 Probe의 오염 효과에 의해 오차가 생길 수 있기 때문에 전자 온도에 대한 정확한 데이터를 얻기가 쉽지 않다. 본 실험에서 사용된 장비는 Langmuir Probe (LP)와 Electron Temperature Probe (ETP)로 두 가지 서로 다른 probe를 통해 얻은 전자 온도를 비교하여 검증된 전자 온도를 구할 수 있었다. 실험 결과 전자 밀도는 약 90km지점에서 급격히 증가하여 약 102km지점에서 최대 전자 밀도를 갖고 이 이상의 고도에서는 점차 감소하는 것으로 나타났다. 이는 최대 전자밀도가 110km에서 나타나는 IRI(International Reference Ionosphere)95-model이나 PIM(Parameterized Ionospheric Model)과 비교해 보면 다소 낮은 고도에서 최대 전자 밀도가 존재하였음을 알 수 있으며 측정된 값은 모델 계산에 비해 약간 큰 값을 갖는 것으로 나타났다. 한편 ETP로 측정된 전자 온도는 200$^{\circ}$K에서 700$^{\circ}$K에서 LP에 의한 교란 효과로 추정되는 요동현상을 보였으며 이를 제외하면 전자 온도가 고도에 따라 다소 증가하는 경향을 볼 수 있었다. LP를 통해 구한 전자 온도는 125km이상의 고도에서 ETP를 통하여 구한 전자 온도와 어는 정도 일치한다는 점에서 신뢰할 만한 측정값을 얻었다고 판단된다.

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2D-ICP(inductively coupled plasma)에서 정전 탐침 삽입 시의 플라즈마 수치 계산 (Numerical Modeling of Perturbation Effects of Electrostatic Probe into 2D ICP(inductively coupled plasma))

  • 주정훈
    • 한국표면공학회지
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    • 제44권1호
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    • pp.26-31
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    • 2011
  • Numerical modeling is used to investigate the perturbation of a single Langmuir probe (0.2 mm diameter shielded with 6 mm insulator) inserted along the center axis of a cylindrical inductively coupled plasma chamber filled with Ar at 10 mTorr and driven by 13 MHz. The probe was driven by a sine wave. When the probe tip is close to a substrate by 24.5 mm, the probe characteristics was unperturbed. At 10 mm above the substrate, the time averaged electric potential distribution around the tip was severly distorted making a normal probe analysis impossible.

ICP 광원 시스템의 Ne:Xe, Ne:Ar 혼합가스의 단일탐침법을 이용한 플라즈마 진단 (Plasma Diagnosis of Ne:Xe, Ne:Ar Mixed Gases by Single Langmuir Probe in Inductively Coupled Plasma Light Source System)

  • 최용성;이우기;;이경섭;이상헌
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2006년도 영호남 합동 학술대회 및 춘계학술대회 논문집 센서 박막 기술교육
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    • pp.91-95
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    • 2006
  • In whole world consciousness of environment maintenance have increased very quickly for the end of the 20th century. To use and disuse toxic substances have been controled at the field of industry. Also the field of lighting source belong to environmental control. And in the future the control will be strong. In radiational mechanism of fluorescence lamp mechanism is the worst environmental problem. In radiational mechanism of fluorescence lamp mercury is the worst environmental problem root. In the mercury free lighting source system the Xe gas lamp is one type. And the Ne:Xe mixing gas lamp improvements firing voltage of Xe gas lamp. Purpose and subject of this study are understand, efficiency, ideal of Ne:Xe plasma which mercury free lamp. Before ICP was designed, basic parameters of plasma, which are electron temperature and electron density, were measured and calculated by Langmuir probe data. Property of electron temperature and electron density were confirmed by changing ratio of Ne:Xe.

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아리랑 1호에서의 야간 이온층 관측 (OBSERVATION OF NIGHTTIME IONOSPHERE USING KOMPSAT-l)

  • 이재진;민경욱;이은상;김준
    • 천문학논총
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    • 제15권spc2호
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    • pp.37-44
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    • 2000
  • Two different types of plasma probes have been developed and are currently in operation on board the KOMPSAT-l. One is the cylindrical Langmuir Probe (LP) that measures the electron density and temperature from its current-voltage characteristics in thermal plasmas, and the other is the Electron Temperature Sensor (ETS) which directly gives the information of the ambient electron temperatures. These plasma probes provide the electron properties of the local nighttime ionosphere at the KOMPSAT-l altitudes. In this paper we briefly describe the probes and the initial results obtained from these probes since the beginning of their normal operation in April, 2000.

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간단한 RF 보상 정전탐침법을 이용한 유도결합형 플라즈마 특성 연구 (A Study on the Characteristics of Inductively Coupled Plasma Using Simple RF Compensated Langmuir Probe)

  • 김윤기;위성석;김태환;김동현;이해준;이호준
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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    • pp.1528-1529
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    • 2011
  • 플라즈마 변수를 측정하기 위한 가장 일반적인 방법은 정전탐침(Langmuir Probe)을 이용하는 것이다. 정전탐침은 RF 플라즈마 내에 삽입될 경우 탐침의 전위가 플라즈마 전위에 의해 진동하여 탐침전류의 왜곡이 발생하여 정확한 플라즈마 변수 측정이 어렵다. 탐침 전위의 변동을 최소화하기 위해 임피던스가 큰 인덕터를 탐침 회로 내에 삽입한다. 본 연구에서는 자기 공명 주파수가 13.56MHz 근방의 인덕터 3종류를 선정하여 간단한 RF 보상 정전탐침을 제작하여 유도결합형 플라즈마의 특성을 측정하였다. RF 보상 정전탐침에 의해 구해진 플라즈마의 전자 온도 및 플라즈마 전위는 감소하며, 플라즈마의 전자 밀도는 증가함을 알 수 있었다.

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Diagnostics of Pulsating Plasma Etching Process Using Langmuir Probe Measurement and Optical Emission Spectroscopy

  • 이승환;임영대;유원종;정오진;김상철;이한춘
    • 한국표면공학회:학술대회논문집
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    • 한국표면공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.247-247
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    • 2009
  • 3차원 반도체 패키징에서 관통전극 Through Silicon Via (TSV)를 형성하기 위하여 이온과 래디컬의 활성도 조절이 가능한 pulsating inductively coupled plasma (ICP) 식각을 수행하였다. 본 식각공정에서는 펄스주파수 ($50{\sim}500Hz$)와 듀티 싸이클 ($20{\sim}99%$)을 조절하여, 플라즈마 내 이온과 래디컬들의 활성도 변화를 발생시켰다. 플라즈마 공정변수에 따라 식각형태가 달라짐을 S.E.M을 이용하여 확인했으며, 이온(SFx+, O+)과 래디컬 ($SF^*$, $F^*$, $O^*$)의 농도 및 활성도 변화를 측정하기 위하여 광학적 기술인 optical emissin spectroscopy와 전기적 특성 측정 기술인 Langmuir probe 시스템을 직접 제작 설치하여 펄스플라즈마를 진단하였다.

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An Indirect Method to Monitor Plasma Status in a Transformer Coupled Plasma

  • 유대호;안승규;김지훈;장홍영
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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    • pp.216-216
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    • 2011
  • There have been various direct or indirect methods to measure the characteristics of plasma. Comparing to direct method like Langmuir probe method, indirect measurements which give information as some external parameters like current, voltage, or phase are easier to obtain. In this research, an indirect method to measure averaged plasma density in a transformer coupled plasma(TCP) has been proposed and evaluated. With a simple analytic model connecting electrical characteristics to plasma impedance, direct measurement via double Langmuir probe has been performed. This result may play a meaningful role to diagnose TCP or similar plasma sources

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Development of the DC-RF Hybrid Plasma Source

  • 김지훈;천세민;강인제;이헌주
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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    • pp.213-213
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    • 2011
  • DC arc plasmatron is powerful plasma source to apply etching and texturing processing. Even though DC arc plasmatron has many advantages, it is difficult to apply an industry due to the small applied area. To increase an effective processing area, we suggest a DC-RF hybrid plasma system. The DC-RF hybrid plasma system was designed and made. This system consists of a DC arc plasmatron, RF parts, reaction chamber, power feeder, gas control system and vacuum system. To investigate a DC-RF hybrid plasma, we used a Langmuir probe, OES (Optical emission spectroscopy), infrared (IR) light camera. For RF matching, PSIM software was used to simulate a current of an impedance coil. The results of Langmuir probe measurements, we obtain a homogeneous plasma density and electron temperature those are about $1{\times}1010$ #/cm3 and 1~4 eV. The DC-RF hybrid plasma source is applied for plasma etching experimental, and we obtain an etching rate of 10 ${\mu}m$/min. through a 90 mm of reaction chamber diameter.

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플라즈마 이온주입에서 쉬스 동역학에 관한 연구 (Study of Sheath Dynamics in Plasma Source Ion Implantation)

  • 김광훈;조주현;최영욱;이홍식;임근희
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1998년도 하계학술대회 논문집 E
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    • pp.1797-1799
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    • 1998
  • Plasma source ion implantation(PSII) is a non-line-of-sight technique for surface modification of materials which is effective for non-planar targets. A apparatus of 30kV PSII is established and plasma characteristics are diagnosed by using a Langmuir probe. A spherical target is immersed in argon plasma and biased negatively by a series of high voltage pulses. Sheath evolution is measured by using a Langmuir probe and compared with the result of computer simulations.

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