• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.22 no.5
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• pp.238-244
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• 2013

Doping process using laser is an important process in fabrication of solar cell for heat treatment. However, the process of using the furnace is difficult to form a selective emitter doping region. The case of using a selective emitter laser doping is required an expensive laser equipment and induce the wafer's structure damage due to high temperature. This study, we fabricated a new costly plasma source. Through this, we research the selective emitter doping. We fabricated that the atmospheric pressure plasma jet injected Ar gas is inputted a low frequency (a few tens kHz). We used shallow doping wafers existing PSG (Phosphorus Silicate Glass) on the shallow doping CZ P-type wafer. Atmospheric plasma treatment time was 15 s and 30 s, and current for making the plasma is 40 mA and 70 mA. We investigated a doping profile by using SIMS (Secondary Ion Mass Spectroscopy) and we grasp the sheet resistance of electrical character by using doping profile. As result of experiment, prolonged doping process time and highly plasma current occur a deeper doping depth, moreover improve sheet resistance. We grasped the wafer's surface damage after atmospheric pressure plasma doping by using SEM (Scanning Electron Microscopy). We check that wafer's surface is not changed after plasma doping and atmospheric pressure doping width is broaden by increase of plasma treatment time and current.

• Journal of the Society of Cosmetic Scientists of Korea
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• v.48 no.3
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• pp.189-196
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• 2022

Plasma refers to an ionized gas that is often referred to as "the fourth phase of matter", following solid, liquid, and gas. Plasma has traditionally been utilized for industrial applications such as welding and neon signs, but its promise in biomedical fields such as cancer treatment and dermatology has lately been recognized. Indeed, due to its beneficial effects in promoting collagen production, improving skin tone, and eliminating harmful bacteria in the skin, plasma treatment constitutes an important target for dermatological research. In this study, a plasma device for cosmetic manufacturing based on nitrogen, the main component of the atmosphere, was designed and assembled. Moreover, nitric oxide (NO) was selected since is easier to follow and evaluate than other nitrogen plasma active species, and its contents were measured to perform a quantitative and qualitative evaluation of plasma. First, an injection method, using different proximities labeled "sinking" and "non sinking" treatments, was performed to test the most efficient plasma treatment method. As a result, it was observed that the formulation obtained by a non sinking treatment was more effective. Furthermore, toner and ampoule were selected as cosmetics formulations, and the characteristics of the formulation and changes in the injected plasma state were observed. In both formulations, the successful injection of NO plasma was 2 times higher in toner formulation than ampoule formulation, and it gradually decreased with time, having dissipated after a week. It was confirmed that the nitrogen plasma used did not affect the stability of the toner and ampoule formulations at low temperature (4 ℃), room temperature (25 ℃), and high temperature (37 ℃ and 50 ℃) conditions. The results of this study demonstrate the potential of plasma cosmetics and highlight the importance of securing the stability of the injected plasma.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.7 no.10
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• pp.908-913
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• 1997

플라즈마 화학 증착 방법에 의해 corning 7059 유리기판위에 비정질 실리콘 박막을 만들고 고온열처리, 다단계급속열처리, 일차원 선형빔(line shape beam)의 가우스 분포를 가지는 엑시머 레이저 열처리를 이용하여 고상 및 액상의 재결정화를 통해 다결정 실리콘 박막을 제작하였다. 편광된 라만 분광학(Raman spectroscopy)을 통하여 여러 가지 열처리 방법과 기판온도에 따른 다결정 실리콘 박막의 잔류응력을 조사하였다. 레이저 열처리에 의하여 결정화된 실리콘 기판의 경우, 높은 결정화된 체적량과 잔류응력을 갖으며 equaxial결정성을 갖는다. 그러나 이러한 고상 재결정화된 다결정 실리콘 박막은 라만스펙트럼에서 480$cm^{-1}$ /주위에 넓게 퍼져있어 비정질상(amorphous phase)이 함께 존재함을 알 수 있다. 고온열처리와 다단계급속열처리의 경우 잔류응력의 크기는 각각 4.07x$10^{9.}$과 4.56x$10^{9 dyne}$ $\textrm{cm}^2$이다. 또한 엑시머레이저 열처리의 경우 기판온도가 상온에서 40$0^{\circ}C$로 증가할수록 열적인 완화에 의해 잔류응력이 1.35x$10^{10}$에서 8.58x$10^{9}$dyne/$\textrm{cm}^2$으로 감소하는 것을 알 수 있다.다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2008.06a
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• pp.141-142
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• 2008

다결정 실리콘 박막 트랜지스터를 만들기 위해 가장 많이 사용되는 제작방법은 비정질 실리콘을 기판에 형성한 뒤 결정화 시키는 방법이다. 고온에서 장시간 열처리하는 고상 결정화(SPC)와 레이저를 이용한 결정화(ELA)가 자주 사용되어진다. 그러나 SPC의 경우는 고온에서 장시간 열처리하기 때문에 유리 기판이 변형될 수 있고 ELA의 경우 장비가격이 비싸고 표면일 불균일하다는 문제점이 있다. 본 연구에서는 이 문제를 해결하기 위해서 화학 기상 증착법(저온 공정)을 이용하여 비정질 실리콘 박막을 증착 시키고, 이를 금속 촉매를 이용하여 금속 유도 결정화 방법(MIC)으로 결정화 시키는 공정을 이용하였다. 유리 기판 상부에 버퍼 층을 형성한 후 플라즈마 화학 기상 증착법(PECVD)을 이용하여 비정질 실리콘을 증착하고 Ni-solution을 이용하여 얇게 Ni 코팅하고 그 시료를 약 $650^{\circ}C$의 Rapid Thermal Annealing(RTA) 공정을 이용하여 비정질 실리콘을 다결정 실리콘으로 결정화 시키는 연구를 진행하였다. Ni 코팅시간은 20분, RTA 공정은 5시간의 진행시간을 거쳐야 최적의 결정화 정도를 만들어낸다.

• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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• v.15 no.6
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• pp.234-238
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• 2005

Effects of plasma composition, ion flux and ion energy on the etch rate, surface morphology and near surface stoichiometry of a single crystalline $La_3Ga_5SiO_{14}$ wafer have been examined in $Cl_2/Ar$ inductively coupled plasma (ICP) discharges. Maximum etch rate ${\sim}1600{\AA}/min$ was achieved either at relatively high source power $({\sim}1000W)$ or high $Cl_2$ content conditions in $Cl_2/Ar$ discharges. The etched surfaces showed similar or better RMS roughness values than those of the unetched control sample and the near surface stoichiometry was found not to be affected by ICP etching.

• Proceedings of the Korean Society of Dyers and Finishers Conference
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• 2011.03a
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• pp.60-60
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• 2011

막구조는 근래에 와서 대공간 구조 및 지붕구조에 가장 보편적으로 사용되는 경량 인장 구조물로 각광받고 있다. 구조용 막재는 풍하중 및 설하중에 충분히 감당할 수 있도록 강도와 내구성을 가지고 있어야 한다. 일반적으로 막구조 재는 PVC코팅 폴리에스터막, 실리콘코팅 유리섬유막, PTFE코팅 유리섬유막이 있다. 제직되는 원단의 크기가 한정되어 있기 때문에 재단 후 접착하여 제작한다. 이 때문에 이음부분이 나 재단부분에 코팅으로 인한 접착이 어려워 고온고압으로 접착을 한다. 이 연구에서는 실리콘코팅 유리섬유막의 접착시 어려움을 보완하기 위해 저온 Plasma를 이용한 처리법으로 방전에 의해 Plasma를 발생시켜 50w, 100w 출력으로 10분, 20분간 처리하여 그 결과를 접촉각과 SEM 관찰을 통해 표면처리를 관찰하였다. Plasma 처리로 인해 실리콘 표면층에 균열이 발생하고 표면이 갈라짐을 확인할 수 있었다. 접촉각측정 결과 Plasma 출력과 시간의 증가함에 따라 접촉각은 감소하였다. 실리콘코팅 원단에 저온 Plasma 처리한 후 표면 특성을 분석하고 원단을 접착을 시켜 박리 강도를 측정함으로써 막구조 원단의 접착력 향상에 대한 연구를 진행하였다. KS K 0533 접착포의 박리 강도 시험방법으로 실리콘코팅 원단의 박리 강도를 측정한 결과 플라즈마 처리 원단이 플라즈마 미처리 원단보다 박리 강도가 향상된 것을 확인할 수 있었다. 저온 Plasma 처리 시간이 증가할수록 표면의 젖음성을 향상시켜 접촉각을 낮추었다. 이는 곧 표면에너지의 증가를 뜻하는 것으로 접착력을 증가시켜 실리콘코팅 원단의 접착성을 시킴으로써 강한 강도와 내구성을 갖춘 막구조물의 개발에 기대되고 있다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.44 no.5
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• pp.528-534
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• 2006

The purpose of this paper is to investigate the optimal operating condition for the hydrogen production by biogas reforming using the plasmatron induced thermal plasma. The component ratio of biogas($CH_4/CO_2$) produced by anaerobic digestion reactor were 1.03, 1.28, 2.12, respectively. And the reforming experiment was performed. To improve hydrogen production and methane conversion rates, parametric screening studies were conducted, in which there are the variations of biogas flow ratio(biogas/TFR: total flow rate), vapor flow ratio($H_2O/TFR$: total flow rate) and input power. When the variations of biogas flow ratio, vapor flow ratio and input power were 0.32~0.37, 0.36~0.42, and 8 kW, respectively, the methance conversion reached its optimal operating condition, or 81.3~89.6%. Under the condition mentioned above, the wet basis concentrations of the synthetic gas were H2 27.11~40.23%, CO 14.31~18.61%. The hydrogen yield and the conversion rate of energy were 40.6~61%, 30.5~54.4%, respectively, the ratio of hydrogen to carbon monoxide($H_2/CO$) was 1.89~2.16.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.120-120
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• 2010

최근 투명전도성 산화물(Transparent Conductive Oxide, TCO) 박막은 액정 표시소자(LCD), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP), 압전소자 및 태양전지의 투명소자로 사용되어지고 있다. 현재 가장 널리 사용되어지고 있는 투명전극물질인 인듐주석산화물(indium tin oxide, ITO)은 낮은 비저항과 높은 투과율을 가지고 있지만, 높은 원자재의 가격 및 수소플라즈마 처리시 In과 Sn이 환원되어 전기적, 광학적으로 불안정한 문제점들이 지적되고 있다. 이러한 문제점들을 해결하기 위해 최근 적외선 및 가시광선 영역에서 높은 투과도 및 전기 전도성과 수소플라즈마에 대한 화학적 안정성을 갖는 ZnO를 기반으로 3족 원소를 첨가한 새로운 투명 전도막에 대한 연구가 활발하다. 본 연구에서는 RF-Magnetron Sputtering법을 이용하여 $Ga_2O_3$ 혼합비에 따라 제작된 ZnO(GZO) 박막들의 전기적, 광학적, 구조적인 특성들을 분석하였다. 측정결과, $Ga_2O_3$의 첨가량이 7 wt.%인 GZO 박막이 가시광선영역에서 80%이상의 높은 투과율과 $50.5\;\Omega/\Box$의 가장 낮은 면저항을 나타내었다. 이는 Ga원소가 다른 3족 원소와 격자결합을 비교할 때, 이온의 크기가 Zn원소와 비슷하여 최적화된 혼합율을 가지는 경우 격자결합을 최소화시켜 캐리어 밀도의 증가로 인해 높은 전도성을 가지며, 고온에서도 전기적 특성 및 내구성이 향상되기 때문이다. 또한 기판온도에 따른 열처리 특성으로서 기판의 온도를 $100^{\circ}{\sim}400^{\circ}C$까지 변화를 주어 실험하였다. X-선 회절패턴 분석결과 기판온도가 증가함에 따라 ZnO (002) 방향이 감소하는 반면 ZnO(103) 방향이 증가하였으며, 기판온도가 $300^{\circ}C$ 일 때 $17.1\;\Omega/\Box$의로 가장 낮은 면저항이 나타났다. 이는 SEM 이미지를 분석한 결과, 실온에서 제작된 박막과 비교해 300 에서 증착된 GZO 박막이 결정립의 크기가 크고 밀도도 조밀해져 전하의 이동도가 향상되었기 때문이다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2017.05a
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• pp.165-165
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• 2017

지난 수 십 년 동안, 전 세계적으로 자원의 소비가 급격히 증가하게 되면서 최근 자원 고갈은 물론 환경오염이 커다란 이슈로 문제가 되고 있다. 이에 따라 재료 관련 분야에 있어서는 보다 효율적이고 친환경적인 방법으로 자원을 활용해야 된다는 필요성이 대두되었고 이와 같은 관점에서 목적하는 성분이 우수하고 환경 친화적인 표면처리 재료 개발연구가 활발하게 진행되고 있는 실정이다. 그 중 플라즈마 전해 산화(Plasma Electrolytic Oxidation, PEO)는 알루미늄, 마그네슘 등의 경금속의 경도를 향상시키고 높은 내마모성, 내식성을 갖게 하는 표면처리로써 그 관심이 증가하고 있다. 이 플라즈마 전해 산화는 일반적으로 공정비용 대비 효과적이고 환경 친화적이며 코팅 성능 면에서 우수하다고 알려져 있다. 이러한 고유한 특성으로 인해 플라즈마 전해 산화 코팅은 최근 몇 년 동안 기계, 자동차, 우주항공, 의학 및 전기 산업 등의 분야에서 그 적용이 점차 증가하고 있는 상황이다. 한편, 플라즈마 전해 산화 코팅을 하는 모재들의 경우 부동태 산화피막을 용이하게 형성할 수 있는 특성의 모재에 한정되고 있어서 그 응용확대에 한계가 있는 것이 사실이다. 따라서 본 연구에서는 플라즈마 전해 산화법을 사용하여 용융알루미늄도금 강판 상에 산화피막 형성을 시도하였다. 전원공급 장치의 양극은 전해질 속에 잠겨있는 작동전극에 연결하고 음극은 대전극 역할을 하는 스테인레스강 전해질 용기에 연결되었다. 전해질은 Sodium Aluminate 및 기타 첨가제를 함유한 것을 사용하였고 온도는 열교환기를 사용하여 $30^{\circ}C$ 이하로 유지되었다. 또한 여기서 전류밀도는 $5{\sim}10A/dm^2$, 실험 주파수는 700Hz, Duty cycle은 30 및 90%의 각 조건에서 공정처리 시간을 각각 30분 및 60분 동안 진행하였다. 이와 같은 조건에서 형성한 막들에 대해서는 주사형전자현미경(SEM)을 이용하여 코팅 막의 표면 및 단면의 모폴로지를 관찰하였음은 물론 EDS 및 XRD 측정을 통하여 원소조성분포 및 결정구조를 각각 분석하였다. 또한 이 코팅 막들에 대한 내식성은 5% 염수분무 환경 중 노출시험(Salt spray test), 3% NaCl 용액에서의 침지 시험 및 전기화학적 동전위 양극분극(Potentiodynamic Polarization) 시험을 진행하여 평가하였다. 이상의 실험결과에 의하면, 제작조건별 플라즈마 전해 산화 코팅 막의 모폴로지 및 결정구조가 상이하게 나타나는 것을 알 수 있었다. 코팅 막의 모폴로지 관찰 결과, 공정 시간에 비례하여 표면에 존재하는 원형 기공의 수는 감소하였으나 그 크기가 커지고 크레이터의 직경 또한 커진 것이 확인되었다. 이 기공은 마이크로 방전에 의해 형성된다고 알려져 있는데 공정 시간이 증가함에 따라 코팅 두께가 점차 증가하여 마이크로 방전의 빈도수가 줄어들고 그 강도는 증가하게 되어 기공 크기가 증가한 것으로 사료된다. 또한 공정시간이 긴 시편에서 표면에 크랙이 다수 존재하는 것으로 확인되었다. 이것은 방전에 의해 고온이 된 소재가 차가운 전해질과 만나게 되어 생긴 큰 온도구배로 인해 강한 열응력이 발생하여 균열을 초래한 것으로 보인다. 조성원소 분석 결과 원형 기공 주변의 크레이터 영역에는 알루미늄이 풍부하였으며 그 주변에 결절상을 갖는 구조에서는 전해질 성분의 원소가 포함되어 있는 것이 확인되었다. 이러한 코팅 막의 표면 특성은 내식성에 영향을 주게 된 원인으로 사료된다. 동전위 분극측정 결과에 의하면 플라즈마 전해 산화 공정 시간이 길어질수록 부식전류밀도가 증가하였다. 이것은 공정시간이 길어짐에 따라 강한 방전이 발생하여 기공의 크기가 증가하고 크랙이 발생하게 되면서 내식성이 저하된 것으로 판단된다. 종합적으로 재료특성 분석 및 내식성 평가를 분석한 결과, 플라즈마 전해 산화의 공정 시간이 너무 길게 되면 오히려 내식성은 저하되는 것이 확인되었다. 이상의 연구를 통하여 고내식 특성을 갖는 플라즈마 전해 산화 막의 유효성을 확인하였으며 용융알루미늄강판 상에 실시한 플라즈마 전해 산화 처리에 대한 기초적인 응용 지침을 제시할 수 있을 것으로 사료된다.

• Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
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• v.7 no.1
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• pp.81-92
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• 1996

The Ar/Ar-$H_2$ plasma method was applied to reduce oxides and refine metals of V, Ta and B. In addition, the high temperature chemical reaction in Ar plasma and of the refining reaction in the Ar-(20%)$H_2$ plasma were analyzed. The crude V of 96wt% purity was obtained at the ratio of $C/V_{2}O_{5}=4.50$ by the Ar plasma reduction grade and the maximum reduction was obtained at $C/V_{2}O_{5}=4.50$ due to the $O_{2}$ loss from the thermal decomposition of vanadium oxide. In the Ar-(20%)$H_2$ plasma refining, the metallic V of 99.2wt% was produced at the ratio of $C/V_{2}O_{5}=4.40$. It was considered that a main refining reaction resulted from the chemical reaction between the residual carbon and residual oxygen. The metallic Ta of 99.8wt% was obtained at the ratio of $C/Ta_{2}O_{5}=5.10$ in a Ar plasma reduction and the Oz loss from the thermal decomposition of tantalum pentoxide did not take place. The deoxidation reaction was more significant than the decarburization reaction in the Ar-(20%)$H_2$ plasma refining and the metallic Ta of 99.9wt% was produced within the range of $C/Ta_{2}O_{5}$ ratio of 4.50 to 5.10. The Vickers hardness of Ta in the above mentioned range was about 220Hv due to the decrease in a residual oxygen by the deoxidation reaction. On the other hand, C is no suitable agent for the reduction of $B_{2}O_{3}$ by the Ar and Ar-$H_2$ plasma. But Fe-B-Si alloy was produced with the reduction of $B_{2}O_{3}$ in the melt when Fe, C, $B_{2}O_{3}$, and ferroboron mixtures were melted by the high frequency induction melting.