• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2007년도 Techno-Fair 및 추계학술대회 논문집 전기물성,응용부문
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• pp.188-189
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• 2007

Axial magnetic field was applied into the hollow anode of plasma torch for the purpose of extension of electrode lifetime. The average arc voltage increased because the arc column became longer, the arc voltage ripple frequency became low. The steady state of arc voltage was removed by applied magnetic filed. The lifetime of electrode was over 1000 hours which is 100 times longer than operation without magnetic field.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2000년도 제18회 학술발표회 논문개요집
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• pp.212-212
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• 2000

Since the first obserbvation of carbon nanotubes, extensive researches have been done for the synthesis using arc discharge, laser vaporization, and plasma-enhanced chemical vapor deposition. Carbon nanotubes have unique physical and chemical properties and can allow nanoscale devices. Vertically aligned carbon nanotubes with high quality on a large area is particularly important to enable both fundamental studies and applications, such as flat panel displays and vacuum microelectronics. we have grown vertically aligned carbon nanotubes on a large area of Si substrates by thermal chemical vapor deposition using C2H2 gas at 750-950$^{\circ}C$. we deposited catalytic metal on Si susbstrate using thermal evaporation. The nanotubes reveal highly purified surface. The carbon nanotubes have multi-wall structure with a hollow inside and it reveals bamboo structure agreed with base growth model. Figure 1 shows SEM micrograph showing vertically aligned carbon nanotubes whih were grown at 950$^{\circ}C$ on a large area (20mm${\times}$30mm) of Si substrates. Figure 2 shows TEM analysis was performed on the carbon nanotubes grown at 950$^{\circ}C$ for 10 min. The carbon nanotubes are multi-wall structure with bamboo shape and the lack of fringes inside the nanotube indicates that the core of the structure is hollow. In our experiment, carbon nanotubes grown by the thermal CVD indicate base growth model.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.146-147
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• 2011

Processing a large area substrate for liquid crystal display (LCD) or solar panel applications in a capacitively coupled plasma (CCP) reactor is becoming increasingly challenging because of the size of the substrate size is no longer negligible compared to the wavelength of the applied radio frequency (RF) power. The situation is even worse when the driving frequency is increased to the Very High Frequency (VHF) range. When the substrate size is still smaller than 1/8 of the wavelength, one can obtain reasonably uniform process results by utilizing with methods such as tailoring the precursor gas distribution by adjustingthrough shower head hole distribution or hole size modification, locally adjusting the distance between the substrate and the electrode, and shaping shower head holes to modulate the hollow cathode effect modifying theand plasma density distribution by shaping shower head holes to adjust the follow cathode effect. At higher frequencies, such as 40 MHz for Gen 8.5 (2.2 m${\times}$2.6 m substrate), these methods are not effective, because the substrate is large enough that first node of the standing wave appears within the substrate. In such a case, the plasma discharge cannot be sustained at the node and results in an extremely non-uniform process. At Applied Materials, we have studied several methods of modifying the standing wave pattern to adjusting improve process non-uniformity for a Gen 8.5 size CCP reactor operating in the VHF range. First, we used magnetic materials (ferrite) to modify wave propagation. We placed ferrite blocks along two opposing edges of the powered electrode. This changes the boundary condition for electro-magnetic waves, and as a result, the standing wave pattern is significantly stretched towards the ferrite lined edges. In conjunction with a phase modulation technique, we have seen improvement in process uniformity. Another method involves feeding 40 MHz from four feed points near the four corners of the electrode. The phase between each feed points are dynamically adjusted to modify the resulting interference pattern, which in turn modulate the plasma distribution in time and affect the process uniformity. We achieved process uniformity of <20% with this method. A third method involves using two frequencies. In this case 40 MHz is used in a supplementary manner to improve the performance of 13 MHz process. Even at 13 MHz, the RF electric field falls off around the corners and edges on a Gen 8.5 substrate. Although, the conventional methods mentioned above improve the uniformity, they have limitations, and they cannot compensate especially as the applied power is increased, which causes the wavelength becomes shorter. 40 MHz is used to overcome such limitations. 13 MHz is applied at the center, and 40 MHz at the four corners. By modulating the interference between the signals from the four feed points, we found that 40 MHz power is preferentially channeled towards the edges and corners. We will discuss an innovative method of controlling 40 MHz to achieve this effect.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제20권1호
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• pp.19-26
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• 2006

용량결합고주파(ccrf)방전은 홀로우음극방전이나, 직류방전에 비해서 방전관의 구조가 간단하고 균질한 플라즈마를 발생시키는 장점을 가지고 있다. 본 논문에서는 ccrf-방전을 기체레이저의 여기에 적용하기 위한 목표를 가지고 방전시스템을 선계, 제작하여 연속운전의 균질한 방전을 실현하였다. 13.56[MHz]의 rf-전력을 방전 내부로 효율적으로 결합하기 위해서 내부직경 5[mm]의 레이저방전관에 특수하게 제작된 rf-전극을 사용하였다. 또한 방전관의 임피던스가 rf-발생기의 풀력저항 50[$\Omega$]에 정합을 이루는 임피던스 정합회로를 개발하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2003년도 하계학술대회 논문집 Vol.4 No.2
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• pp.779-782
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• 2003

Hot filament 플라즈마 화학기상 증착법 (HFPECVD)를 사용하여 전처리 조건에 따른 탄소나노튜브의 성장 특성을 관찰하였다. 암모니아 ($NH_3$)를 희석가스로 사용하였고, 아세틸렌 ($C_2H_2$)를 탄소 원료가스로 각각 사용하였다. 암모니아 가스 플라즈마를 사용하여 전처리 된 니켈 촉매 층의 SEM (Scanning Electron Microscopy) 이미지를 관찰하여 본 결과, 나노 사이즈의 촉매 그레인(grain)을 발견할 수 있었다. 그리고 탄소 나노튜브의 직경과 성장 밀도 또한 전처리 된 촉매 층에 따라 다른 양상을 보였다. TEM (Transmission Electron Microscopy)를 사용하여 탄소나노튜브를 관찰한 결과 공동구조(hollow)를 한 다중벽 탄소 나노튜브(MWCNT)를 관찰할 수 있었다. 성장된 나노튜브는 끝에 금속팁을 가지고 있으며, 나노튜브의 팁은 촉매로 사용한 것과 같은 물질로 구성되어 있었다. Raman spectroscopy를 사용하여 측정된 B-밴드와 G-밴드의 피크들은 각각 $1360cm^{-1}$와 $1598cm^{-1}$ 부근에서 나타났으며, 전처리 조건을 달리하여 성장시킨 탄소나노튜브 필름에서 이들 두 피크의 위치는 이동하지 않았고, 두 피크의 강도 비율 ($I_G/I_D$)은 전처리 조건에 따라 변하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.586-586
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• 2012

The vuv spectrometer for ITER main plasma measurement is designed as a five-channel spectral system. To develop and verify the design, a two-channel prototype system was fabricated with No. 3 (14.4-31.8 nm) and No. 4 (29.0-60.0 nm) among the five channels. For test of the prototype system, a hollow cathode lamp is used as a light source. The system is composed of a collimating mirror to collect the light from source to slit, and two holographic diffraction gratings with toroidal geometry to diffract and also to collimate the light from the common slit to detectors. The overall system performance was verified by comparing the measured spectral resolutions with the calculated spectral resolutions. And we also have developed liquid jet target system. This study is about a neutron generator, which is designed to overcome many of the limitations of traditional beam-target neutron generators by utilizing a liquid target. One of the most critical aspects of the beam-target neutron generator is the target integrity under the beam exposure. A liquid target can be a good solution to overcome damage to the target such as target erosion and depletion of hydrogen isotopes in the active layer, especially for the ones operating at high neutron fluxes and maintained relatively thin with no need for water cooling. In this study, liquid target containing hydrogen has been developed and tested.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.95-95
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• 2012

스터퍼링 기술이 1852년 Grove에 의해서 최초 발견되어 1979년 Chapin에 의해서 planar magnetron cathode 개발로 진공코팅기술의 새로운 영역을 열게 되어 현재까지 디스플레이, 반도체, 태양전지, 광학산업 및 전자부품 등 나노 산업에 필수적으로 적용되고 있다. 스퍼터링 입자는 운동량 전달에 의한 것으로 운동량을 갖는 나노 스퍼터링 입자는 기판에 대한 박막의 부착력이 우수하고 대면적에 균일하고 재현성 있게 성막되는 특징을 갖고 있다. 마그네트론 스퍼터링 기술이 산업에 응용되면서 주로 4분야에서 많은 연구, 개발이 되어져 왔다. 첫째는 타겟의 고순도 및 고밀도화와 더불어 가격이 고가로 됨에 따라 타겟 사용효율의 향상이다. 플라즈마를 발생시키는 캐소드의 자기회로를 1차원, 2차원 및 회전운동을 통해서 사용효율을 향상시키고 있다. 둘째는 기판에 대해서 박막특성이 균일하도록 코팅하는 것이다. 디스플레이에서는 글래스 기판이 대면적으로 됨에 따라서 핸들링이 어려워져 여러 개의 캐소드 자기회로를 선형적으로 이동시켜 박막두께분포를 최적화하며 반응성 가스를 사용해서 균일한 특성의 박막을 제작하는 경우에는 가스분사관과 배기펌프계의 기하학적 위치 및 가스 유동학적 해석이 필요하다. 셋째는 스퍼터링 입자의 이온화로 의한 박막의 특성향상과 반도체 trench의 높은 aspect ratio hole을 채우는 것이다. 이온화 방법으로는 inductively coupled plasma (ICP), microwave amplified (MA), high power impulse (HIPI), hollow cathode magnetron (HCM), self-sustained sputtering 등이 사용되어져 왔으며 최근에는(neutral beam-assisted sputtering (NBAS)에 의한 박막특성향상 방법이 발표되고 있다. 넷째는 플라즈마 및 박막두께 시뮬레이션에 대해서 많은 발표가 되고 있다. 본 발표에서는 상기의 4 분야를 포함한 향후 개발방향에 대해서 소개할 예정이다.

• 대한화학회지
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• 제50권1호
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• pp.14-22
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• 2006

방전을 이용한 화학반응기의 기본 모델은 관통형 속 빈 음극 방전셀을 응용하였다. 최근 글로우 방전은 원자분광학에 있어서 방출원으로서의 역할과 더불어 원자화 장치로서 점차적으로 그 연구의 범위를 넓혀가고 있으며, 미량분석, 철강분석, 표면 분석 등에 널리 사용되고 있으며 타 분석 기기와의 접목 등을 통하여 상당한 기술적 성과가 이루어지고 있다.1 또한 본 연구 이전에 기초적인 글로우방전의 성질과 방출 특성에 대해서도 여러 차례 재검토된 바 있어 본 실험에 활용할 수 있었다.2-3 지난 1993년에는 저온의 플라즈마를 이용하여 대기중의 유독가스의 처리에 대한 연구가 발표되었으며, 이 논문에 의하면 연속적인 공기의 흐름 하에서 직류 글로우 방전을 이용하면 유해성 가스인 SO2와 NO의 제거가 가능하다고 보고되었다.4 이를 바탕으로 본 연구에서는 안정적인 공기 플라즈마의 형성과 관통형 양, 음극관 안으로 모든 흐름공기가 음 글로우(Negative glow)영역을 통과하도록 고효율 반응기를 설계하였다. 현재 본 연구에서 디자인한 속 빈 음극관 형 글로우 방전은 경제성이 우수하며 사용하기 쉽다는 것 외에도 방출원 으로서의 장점도 제공함을 관찰하였다.

• 멤브레인
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• 제6권3호
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• pp.173-181
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• 1996

실리콘 코팅한 복합막을 이용하여 톨로엔이나 메탄올 같은 휘발성 유기화합물의 제거 및 회수에 관한 연구를 수행하였다. 사용된 막은 코팅층의 두께가 얇고($~1\mu$m), 지지층의 기고율이 커서 투과저항은 적었으며 코팅층과 지지층은 플라즈마 중합에 의해 결합되어 있어서 높은 압력에도 견딜 수 있었다. Feed의 유속은 60cc/min. 이하일 때 사용된 모듈에 위해 휘발성 유기화합물의 제거율은 96~99%이었으며, feed의 농도가 높을수록 제거율은 더 증가하였다. 이 공정은 휘발성 유기화합물의 농도가 높고 유속이 낮은 흐름을 처리하는데 아주 적합함을 알 수 있었다. 사용된 막을 통한 휘발성 유기 화합물들의 투과도는 $4~30 \times 10^{-9}gmol/sec \cdot cm^{2}\cdot cmHg$이었고, 질소의 투과도는 $3~9 \times 10^{-10}gmol/sec \cdot cm^{2} \cdot cmHg$의 범위에 있었다. 휘발성 유기화합물과 질소의 선택도는 유속과 휘발성 유기화합물의 농도에 따라 톨루엔/질소의 경우 10~55, 메탄올/질소의 경우 15~125의 값을 얻었다.

• 한국세라믹학회지
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• 제39권2호
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• pp.171-177
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• 2002

본 연구에서는 DC bias가 인가된 유도결합형 플라즈마 열선 화학기상증착법을 이용하여 580$^{\circ}C$의 저온에서 탄소나노튜브를 수직 배향시켰다. 성장된 탄소나노튜브의 기판으로는 강화유리 위에 촉매층으로 Ni과 전도층으로 Cr을 300/200 ${\AA}$(Ni/Cr) 증착된 것으로 R-F magnetron sputtering을 이용하여 제작하였다. 성장 시 RF power와 DC bias power는 150W와 80W이며 텅스텐 필라멘트 power는 7∼8 A로 인가하였다. 성장된 탄소나노튜브는 속이 비어 있는 다중벽으로 이루어 졌으며 성장된 탄소나노튜브 끝단에는 금속 촉매로 보이는 Ni이 존재하는 것을 알 수 있었다. 탄소나노튜브는 흑연화도가 우수하며 그에 따라 탄소나노튜브의 전계 방출 특성도 우수하게 평가되었다. 성장된 탄소나노튜브의 구동 전압은 약 3 V/${\mu}m$이었다.