• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 1999년도 제17회 학술발표회 논문개요집
• /
• pp.77-77
• /
• 1999

박막시료의 분석에는 RBS, XPS, SIMS, AES 등이 주로 이용되고 있으며, 특히 RBS는 비교체가 필요없고 정량성이 좋다는 장점 때문에 중요하다. 그러나 RBS는 원리적으로 경원소에 대한 감도가 낮아 기판원소보다 무거운 질량을 갖는 원소의 분석에만 이용되는 것이 보통이다. 이러한 단점을 보완하기 위해 본 연구에서는 수년전부터 RBS와 비슷한 원리를 갖고 같은 장비를 이용하여 수행이 가능한 경원소 분석법인 TOF-ERDA(Time of Flight Elastic Recoil detection)을 개발하여 실용화 하였다. 본 연구실에서 보유하고 있는 미국 NEC사의 5SDH 가속기는 최대 가속전압이 1.7MV로 Cl5+ 이온을 사용하는 경우 10 MeV가 최대 가속에너지가 된다. 이런 정도의 에너지 범위에서는 TOF spectrometer의 시간분해능이 아주 높을 필요가 없고 비교적 작은 가속기로도 분석이 가능하며, 수소의 검출효율이 우수하다는 점 등 많은 장점이 있다. 그러나 한편으로는 분석가능한 깊이가 수천 $\AA$ 정도로 제한되고 질량 분해능도 수십 MeV 내지 100MeV 이상의 고에너지 이온빔을 이용하는 경우에 비해 떨어진다는 단점이 있다. 또한 묵운 원소의 분석이 불가능하기 때문에 경원소의 분석에 국한하여 적용하고 무거운 원소에 대해서는 RBS를 병용하게 된다. 본 연구에서는 일본 이화학연구소의 선형가속기인 RILAC으로부터 얻은 40MeV Ar 이온 및 138 MeV Xe 이온을 이용하여 TOF-ERDA 시스템을 제작하였다. 그러기 위해서 고에너지 이온의 비행시간을 측정하는 목적으로 높은 시간 분해능을 갖는 시간 검출기를 설계, 제작하였다. 또한 표적함 밑에는 회전원판이 있어 시간검출기 및 에너지 검출기가 중앙의 시료홀더를 중심으로 회전이 가능하도록 되었다. 회전은 표적함 밖에서 원격조정 가능하다. 이렇게 함으로써 검출각을 임의로 바꾸면서 측정이 가능하도록 하였다. 제작된 분석시스템의 성능을 확인하기 위해 YBaCuO 초전도 박막을 측정하였으며 그 결과를 그림에 나타낸다. 저 에너지 ERDA에서는 나타나기 힘든 Ba, Y, Cu 등의 무거운 원소의 피크들이 분명히 나타남을 확인할 수 있다.

• 한국진공학회지
• /
• 제17권4호
• /
• pp.311-316
• /
• 2008

저에너지(수 eV) 양전자 빔을 이용하여 도체나 반도체의 표면/계면의 물리화학적 특성 분석에 독특한 유용성이 보고 되고 있다. 기존의 표면 분석법에 비해 표면의 선택도가 향상되어 반도체 소자의 박막 두께가 얇아지는 최신기술에 적합한 분석법으로 주목을 받고 있다. 물질표면에 조사된 저에너지 양전자는 표면 근처의 image potential에 포획이 되어 표면에 있는 전자들과 쌍소멸하며 Auger 전자를 방출한다. 표면으로부터 방출된 Auger 전자의 에너지를 측정함으로 원자의 화학적 구별이 가능하므로 검출기의 에너지 분해도가 중요하다. 기존의 ExB 형태의 에너지 측정기는 분해도가 $6{\sim}10\;eV$ 정도이고 특정한 에너지 영역만을 일정시간 스캔하여 스펙트럼을 측정하므로 측정시간이 길어진다는 단점이 있다. 반면에 Time-Of-Flight(TOF) 시스템은 방출되는 전자들의 에너지를 동시에 검출하므로 측정시간이 단축되어 측정 효율이 향상된다. 에너지 분해도를 높이기 위해서는 측정하고자 하는 전자의 진행거리를 길게 할수록 좋으나, 공간적 제약을 고려한 reflected TOF 시스템과 retarding tube을 이용한 linear TOF 시스템의 에너지 분해도를 이론적으로 시뮬레이션하였다.

• 한국광물학회:학술대회논문집
• /
• 한국광물학회.한국암석학회 2005년도 공동학술발표회 논문집
• /
• pp.50-57
• /
• 2005

Although the bulk composition of materials is one of the major considerations in extractive metallurgy and environmental science, surface composition and topography (edges and dislocations are preferred sites for physicochemical reactions) control surface reactivity, and consequently play a major role in determining metallurgical phenomena and pollution by heavy metals and organics. An understanding of interaction mechanisms of different chemical species with the mineral surface in an aqueous media is very important in natural environment and metallurgical processing. X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) has been used as an ex-situ analytical technique, but the material to be analyzed can be any size from $100{\mu}m$ up to about 1 cm. It can also measure mixed solids powders, but it is impossible to ascertain the original source of resulting x-ray signals where they were emitted from, since it radiates and scans the macro sample surface area.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
• /
• pp.57-58
• /
• 2011

III-V족 화합물 반도체의 일종인 InSb는 77 K에서 0.23 eV의 작은 밴드 갭을 가지며 높은 전하 이동도를 가지고 있기 때문에 대기권에서 전자파 흡수가 일어나지 않는 3~5 ${\mu}m$범위의 장파장 적외선 감지가 가능하여 중적외선 감지 소자로 이용되고 있다. 하지만 InSb는 밴드 갭이 매우 작기 때문에, 소자 제작시 누설전류에 의한 소자 특성의 저하가 문제시 되고 있다. 또한 다른 화합물 반도체에 비해 녹는점이 낮고, 휘발성이 강한 5족 원소인 Sb의 승화로 기판의 화학양론적 조성비(stoichiometry)가 변하기 쉬워, 계면특성 저하의 원인이 된다. 따라서 우수한 특성을 가지는 적외선 소자의 구현을 위해서, 저온에서 계면 특성이 우수한 고품질의 절연막 증착 연구가 필수적이다. 본 연구에서는 InSb 기판 위에 $SiO_2$, $Si_3N_4$의 절연막 형성시 증착온도의 변화에 따른 계면 트랩 밀도를 분석하였다. $SiO_2$, $Si_3N_4$ 절연막은 플라즈마 화학 기상 증착법(PECVD)을 이용하여 n형 InSb 기판 위에 증착하였으며, 증착온도를 $120^{\circ}C$부터 $240^{\circ}C$까지 변화시켰다. Metal oxide semiconductor(MOS) 구조 제작을 통하여, 커패시턴스-전압(C-V)분석을 진행하였으며, 절연막과 InSb 사이의 계면 트랩 밀도를 Terman method를 이용하여 계산하였다[1]. 또한, $SiO_2$와 $Si_3N_4$의 XPS 분석과 TOF-SIMS 분석을 통하여 계면 트랩 밀도의 원인을 밝혀 보았다. $120{\sim}240^{\circ}C$ 온도 범위에서 계면 트랩 밀도는 $Si_3N_4$의 경우 $2.4{\sim}4.9{\times}10^{12}cm^{-2}eV^{-1}$, $SiO_2$의 경우 $7.1{\sim}7.3{\times}10^{11}cm^{-2}eV^{-1}$ 값을 나타냈고, 두 절연막 모두 증착 온도가 증가할수록 계면 트랩 밀도가 증가하는 경향을 보였다. 그러나 모든 샘플에서 $Si_3N_4$의 경우, flat band voltage가 음의 전압으로 이동한 반면, $SiO_2$의 경우, 양의 전압으로 이동하는 것을 확인할 수 있었다. 계면 트랩 밀도 증가의 원인을 확인하기 위해서, oxide를 $120^{\circ}C$, $240^{\circ}C$에서 증착시킨 샘플을 XPS 분석을 통하여 깊이에 따른 성분분석을 하였고, 그 결과, $240^{\circ}C$에서 증착된 샘플에서 계면에서 $In_2O_3$와 $Sb_2O_3$ 피크의 증가를 확인하였다. 이는 계면에서 oxide양이 증가함을 의미하며, 이렇게 생성된 oxide는 계면 트랩으로 작용하므로, 계면 특성을 저하시키는 원인으로 작용함을 알 수 있었다. Nitride 절연막을 증착시킨 샘플은 TOF-SIMS 분석을 통해, 계면에서의 성분 분석을 하였고, 그 결과, $240^{\circ}C$에서 증착된 샘플에서 In-N, Sb-N, Si-N 결합의 감소를 확인하였다. 이렇게 분해된 결합들의 dangling 결합이 늘어 계면 트랩으로 작용하므로, 계면 특성을 저하시키는 원인으로 작용함을 알 수 있었다. 최종적으로, 소자특성을 확인 하기 위하여 계면 트랩 밀도가 가장 낮게 측정된 $200^{\circ}C$ 조건에서 $SiO_2$ 절연막을 증착하여 InSb 적외선 소자를 제작하였다. 전류-전압(I-V) 분석 결과 -0.1 V에서 16 nA의 누설 전류 값을 보였으며, $2.6{\times}10^3{\Omega}cm^2$의 RoA(zero bias resistance area)를 얻을 수 있었다. 절연막 증착조건의 최적화를 통하여, InSb 적외선 소자의 특성이 개선됨을 확인할 수 있었다.

• 분석과학
• /
• 제15권3호
• /
• pp.229-235
• /
• 2002

폴리스티렌 시료의 표면을 플라즈마 이온주입(PSII) 기술로 처리하여 친수성을 향상시켰다. 친수성이 향상된 표면은 시간이 지남에 따라 원래 성질인 소수성으로 되돌아가려는 특성 (aging effect)이 있는데 본 연구에서는 각각 분자량이 다른 폴리스티렌 필름을 이용하여 분자량에 따른 에이징 효과를 살펴보았다. 무게평균 분자량이 각각 $M_w$ = 760, 2430, 31600, 115700, 280000, 903600 인 폴리스티렌을 가스종류와 펄스전압 등의 PSII 실험 변수에 따라 표면 친수성 변화를 측정하였고 PSII 처리 후 보관온도를 달리하여 분자량에 따른 에이징 정도를 관찰하였다. 분자량이 큰 폴리스티렌이 시간에 따른 에이징 현상이 적게 일어났으며 펄스전압과 보관온도가 높은 조건에서도 사슬이 긴 폴리스티렌이 에이징이 덜 되었다. 물 접촉각을 측정하여 표면 친수성을 나타내었으며 처리 후 표면 구조 변화를 관찰하기 위하여 SEM과 AFM을 이용하였고, TOF-SIMS와 XPS를 통하여 표면에 생성된 작용기들을 확인하였다.

• 신재생에너지
• /
• 제4권4호
• /
• pp.80-87
• /
• 2008

Steam reforming of LPG was investigated over spc-Ni/MgAl catalyst in a temperature range of $600{\sim}850^{\circ}C$, feed molar ratio of $H_2O/C=1.0{\sim}3.0$, space velocity of $10,000{\sim}90,000h^{-1}$ and at atmospheric pressure. spc-Ni/MgAl catalyst was prepared by a co-precipitation method, whereas Ni/MgO and $Ni/Al_2O_3$ catalysts were prepared by an incipient wetness method. The characteristics of catalysts were analyzed by N2 Physisorption, CO chemisorption, XRD, TOF-SIMS, SEM and TEM techniques. The Ni/MgO and $Ni/Al_2O_3$ catalysts were deactivated by the formation of carbon. However, the spc-Ni/MgAl catalyst showed higher conversion and $H_2$ selectivity than the other catalysts, even though carbon was formed on the surface of the catalyst during the reaction under the tested reaction conditions.

• Tribology and Lubricants
• /
• 제15권4호
• /
• pp.335-342
• /
• 1999

Corrosion of the disk has been an ongoing concern for the manufacturers of hard disk drives. With the advent of magnetoresistive (MR) head, very low levels of corrosion and contamination become more critical since the raised defects and corrosion products on the disk surface-anything that heats the MR sensor due to the contact-can distort the output signal of the head. This phenomenon is called as thermal asperity. In this paper, the effect of corrosion as a form of Co migration on the occurrence of thermal asperity in MR drives was investigated. The corrosion test at high temperature (60$^{\circ}C$) and high relative humidity (80%) was emphasized in this study and the testing results at ambient condition were compared. The corrosion on the disks was characterized as the amount of Co ion migration using an ion chromatography (IC) and a time-of-flight secondary ion mass spectroscopy (TOF-SIMS). It is proved that corrosion on the disk surface after storage testing is closely correlated to the amount of Co ions migration from the magnetic layer to disk surfaces and higher Co migration causes more thermal asperities in the drive. In order to reduce Co migration, several methods such as burnishing process and structure of the carbon overcoat were investigated. It is found that the hydrogenated carbon overcoat shows the least Co migration among different types of overcoat layer. However, the most effective way to reduce Co migration is the application of Cr layer between the overcoat and the magnetic alloy layer.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국전기전자재료학회 2002년도 추계학술대회 논문집 Vol.15
• /
• pp.240-243
• /
• 2002

반도체 소자의 고속화， 고접적화에 따라 집적회로의 최소 선폭이 감소할수록 device 의 신호지연, 잡음 및 전력소모 등이 증가하는 문제점이 있다. 이러한 문제점을 개선하기 위해서 저유전율의 층간 절연막이 절대적으로 필요하다. 본 실험에서는 KrF laser 조사를 이용한 표면개질 방법으로 다공성 절연막의 박막특성의 향상을 시도하였다. 다공성 절연막을 층간 절연막으로 응용할 경우 반도체 공정 적용성을 향상시키기 위하여 다공성 절연막의 표면개질이 필요하다. 표면개질 전후의 유전율 변화는 박막을 MIM구조로 측정하였고 화학 구조의 변화는 time-of flight secondary ion mass spectrometry(TOF-SIMS)를 이용하여 관찰하였다. 다공성 실록샌 물질의 pore로 인해서 생긴 누설전류 및 흡습 문제를 개선시키고 유전율을 감소시킬 수 있는 것을 알 수 있었다.

• 한국표면공학회지
• /
• 제48권1호
• /
• pp.1-6
• /
• 2015

Amino-carboxyl acid as a complexing agent in acid copper sulfate solution was utilized to improve the adhesion of immersion copper layer for steel wire. According to the tape test results, regardless of alloy composition of the wire, the adhesion of immersion copper layer was improved with the addition of amino-carboxyl acid. The incorporation of H and Fe in the plating layer was analyzed by TOF-SIMS. The H and Fe were detected at the entire coating layer without any addition of amino-carboxyl acid. However, with addition of amino-carboxyl acid, the H and Fe were scarcely detected at the coating layer.

• 한국전기전자재료학회논문지
• /
• 제24권8호
• /
• pp.674-677
• /
• 2011

The dependency of sputtering power on the electrical performances in amorphous HIZO-TFT (hafnium-indium-zinc-oxide thin film transistors) has been investigated. The HIZO channel layers were prepared by using radio frequency (RF) magnetron sputtering method with different sputtering power at room temperature. TOF-SIMS (time of flight secondary ion mass spectrometry) was performed to confirm doping of hafnium atom in IZO film. The field effect mobility (${\mu}FE$) increased and threshold voltage ($V_{th}$) shifted to negative direction with increasing sputtering power. This result can be attributed to the high energy particles knocking-out oxygen atoms. As a result, oxygen vacancies generated in HIZO channel layer with increasing sputtering power resulted in negative shift in Vth and increase in on-current.