• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.13 no.4
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• pp.182-188
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• 2004

Previous studies on the liquid Gallium ion sources used an electro-chemically etched tungsten wire with a coil-type heater. Such a structure requires excessive power consumption in the course of heating the liquid metal. In this work, a new structure is proposed that replaces the coil-type heater. It uses a Gallium reservoir made of six pre-etched 250$\mu\textrm{m}$ tungsten wires that surround the needle electrode. Gallium trading at the reservoir is observed to be much more stable, resulting in an improved beam stability.

• Proceedings of the Korean Society of Machine Tool Engineers Conference
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• 2005.05a
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• pp.30-34
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• 2005

This paper describes the design and manufacturing of a focused-ion-beam machining system which can make small features of nano size. We use a SIMION simulator in order to obtain the design data of an ion column. The simulation result shows that the focal length of ion beam decreases as the applied voltage of object lens increases. Finally, we obtained the good images of a mesh of 50 micrometers by using the adjustment of applied voltage, acceleration power, and dimension of each elements.

• Journal of the Korean Institute of Telematics and Electronics
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• v.26 no.6
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• pp.63-70
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• 1989

The ion beam extracted from the AuGe liquid metal ion source was implanted into GaAs substrate. The surface composition and the structure of ion implanted samples were investigated by AES, RHEED, SEM and EPMA. The depth profiles measured by AES were compared with the results of Monte Carlo simulation based on the two-body collision. As the results of AuGe ion implantation the preferential sputtering of As were revealed by AES and EPMA, and the outdiffusion of Ga and Ge was investigated by 300$^{circ}C$ annealing. The Au and Ge depth profiles measured by AES agreed with the results of Monte Carlo simulation based on the two-body collision.

• Electrical & Electronic Materials
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• v.7 no.2
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• pp.100-106
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• 1994

A bilayer film consisting of a layer of a-Se$_{75}$ Ge$_{25}$ with a surface layer of silver -100[.angs.] thick and a monolayer film of a-Se$_{75}$ Ge$_{25}$ are irradiated with 9[keV] Ga$^{+}$ ion beam. The Ga$^{+}$ ion (10$^{16}$ [ions/cm$^{2}$] exposed a-Se$_{75}$ Ge$_{25}$ and Ag/a-Se$_{75}$ Ge$_{25}$ thin films show an increase in optical absorption, and the absorption edge on irradiation with shifts toward longer wavelength. The shift toward longer wavelength called a "darkening effect" is observed also in film exposure to optical radiation(4.5*10$^{20}$ [photons/cm$^{2}$]). The 0.3[eV] edge shift for ion irradiation films is about twice to that obtained on irradiation with photons. These large changes are primarily due to structural changes, which lead to high etch selectivity and high sensitivity.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2009.08a
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• pp.97-97
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• 2009

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.545-545
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• 2012

집속이온빔장치(FIB: Focused Ion Beam System)에 사용하는 액체금속이온원(LMIS: Liquid Metal Ion Source)은 고 전류밀도, 고 휘도, 낮은 에너지퍼짐 등 많은 장점이 있다. 집속이온빔장치는 주로 표면 분석, 집적 회로의 수정, 마스크 교정(Repair) 및 잘못된 부분의 분석(Failure Analysis) 등에 사용되고 있는데 최근에는 고 분해능의 이온빔 리소그래피와 이온 주입의 기술 및 미세가공 기술 등의 분야에 집중되고 있으며 이를 위해서는 집속이온빔장치의 수렴성(Convergence)을 개선해 나가는 것이 중요하다. 집속이온빔장치의 수렴성은 이온빔의 에너지 퍼짐(Energy Spread)과 각 분포(Angular Distribution)에 많은 영향을 받으며 에너지퍼짐 특성은 색수차에 직접적인 영향을 준다. 수렴성을 개선하기 위해 기존의 에미터(Emitter), 저장소(Reservoir), 추출극(Extractor)으로 제작된 액체금속이온원에 서프레서(Suppressor)라는 새로운 전극을 사용하여 이 전극의 유 무에 따른 각 분포의 변화에 대해 연구하였다.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.9 no.2
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• pp.99-101
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• 2000

The fabrication of the submicron size hole has been interesting due to the potential application of the near field optical sensor or liquid metal ion source. The 2 micron size dot array was photolithographically patterned. After formation of the V-groove shape by anisotropic KOH etching, dry oxidation at $1000^{\circ}C$ for 600 minutes was followed. In this procedure, the orientation dependent oxide growth was performed to have an etch-mask for dry etching. The reactive ion etching by the inductively coupled plasma (ICP) system was performed in order to etch ~90 nm $SiO_2$ layer at the bottom of the V-groove and to etch the Si at the bottom. The negative ion energy would enhance the anisotropic etching by the $Cl_2$ gas. After etching, the remaining thickness of the oxide on the Si(111) surface was measured to be ~130 nm by scanning electron microscopy. The etched Si aperture can be used for NSOM sensor.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.10 no.4
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• pp.396-402
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• 2001

MgO thin films with 1000 $\AA$ thickness were deposited on Cu substrates by using an electron gun evaporator at room temperature. A 1000 $\AA$ thick Al layer was deposited on the MgO for removing the charging effect of the MgO thin film during the measurements of the sputtering yields. A Ga ion liquid metal was used as the focused ion beam(FIB) source. The ion beam was focused by using double einzel lenses, and a deflector was employed to scan the ion beams into the MgO layer. Both currents of the secondary particle and the probe ion beam were measured, and they dramatically changed with varying the applied acceleration voltage of the source. The sputtering yield of the MgO layer was determined using the values of the analyzed probe current, the secondary particle current, and the net current. When the acceleration voltage of the FIB system was 15 kV, the sputtering yield of the MgO thin film was 0.30. The sputtering yield of the MgO thin film linearly increases with the acceleration voltage. These results indicate that the FIB system is promising for the measurements of the sputtering yield of the MgO thin film.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.463-463
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• 2011

집속이온빔장치(Foucused Ion Beam)에서 사용하는 액체금속이온원(Liquid Metal Ion Source)은 고 전류밀도, 고 휘도, 낮은 에너지퍼짐 등 많은 장점이 있다. 대부분의 집속이온빔 장치에서 플라즈마 이온소스에 비해 빔의 직경이 작고 GFIS 보다 다루기 쉬워 액체금속이온원을 많이 사용하고 있다. 기존에 사용하던 액체금속이온원에 서프레셔라는 새로운 전극을 추가시켜 팁과 갈륨저장소, 서프레셔, 추출극 구조로 만들었다. 이 연구를 위해 RPA(Retarding Potential Analyser)를 제작 하였다. RPA는 두 개의 메쉬와 하나의 컬렉터로 이루어져 있으며, 액체금속이온과 플로팅 되어있는 RPA에 전압의 차이를 주기위해 베터리로 제작한 파워로 액체금속이온에 인가되는 전압에 + 90V, -90V까지 제어가 가능하게 만들었다. 본 연구에서는 서프레셔의 유무에 따른 액체금속이온원의 에너지 퍼짐에 대해 연구하였다. 추출극에 전압 변화를 주어 방출되는 전류를 5uA, 10uA, 15uA, 20uA로 변화시켜가며 RPA에서 측정되는 전류를 가지고 전류-전압의 관계를 보았고, 에너지 퍼짐정도를 알았다. 마찬가지로 서프레셔에 전압 변화를 주어 전류-전압 관계, 에너지 퍼짐정도를 알았다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.402.2-402.2
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• 2014

과학과 기술이 발전할수록 나노크기를 넘어서 나노 크기미만의 관찰 분해능과 가공능력이 필수로 요구되어 측정장비와 가공장비의 연구 및 개발이 매우 중요하다. 현재는 주사전자현미경과 투과전자현미경의 발달로 나노크기 이하의 이미징 분해능에는 도달하였지만, 전자 입자의 가벼운 무게 때문에 가공측면에서는 한계를 가지고 있다. 또한 지난 수십 년간 정밀가공에 사용된 갈륨이온 LMIS(Liquid Metal Ion Source)기반의 집속이온빔 시스템은 수십 nm의 가공정밀도를 가지지만 10 nm 미만의 가공정밀도까지 구현하기에는 현재 기술적인 한계로 힘들다. 나노크기 이하의 이미징 분해능과 수 nm의 가공정밀도를 갖는 이온현미경이 최근에 상용화되어 판매되고 있는데, 이 이온 현미경에 사용되는 것이 가스장 이온원(GFIS:Gas Field Ionization Source)이다. 가스장 이온원은 작은 발산각, 작은 가상 이온원 크기 그리고 좁은 에너지 퍼짐의 특징을 가지며 이에 따라 구면수차 및 색수차에도 둔감한 특징을 가지고 있다. 또한 LMIS 는 갈륨이온이 시편속에 파고들어 시편의 물질 특성이 변화되는 문제가 있지만, GFIS에서는 주로 He, Ne 와 같은 불활성 기체를 주로 사용하므로 시편과 반응을 최소화 할 수 있는 장점도 있다. 위와 같은 특징을 갖는 이온빔을 GFIS 로 생성하고 이온현미경에 사용하기 위해서는 이온빔이 팁의 단원자 내지 수 개 정도의 원자에서 생성되도록 해야 한다. 본 연구에서는 GFIS 의 원리를 소개하고 장(전계)이온현미경(Field Ion Microscope)실험을 통하여 GFIS기반으로 생성된 이온빔의 형상을 보여준다. 또한 높은 각전류밀도 구현을 위하여 질소가스 에칭으로 텅스텐 팁 끝 단원자에서만 이온빔을 생성하고, 각전류 밀도 계산과 안정도 실험결과로 본 연구에서 개발한 이온원이 이온총으로서의 이온현미경 적용 가능성에 대해 보여준다.