• 한국진공학회지
• /
• 제20권6호
• /
• pp.416-421
• /
• 2011

이 논문에서 광방출 분석법을 응용하여 반응용기 내부 오염과 특정 파장 크기변화의 관계를 알아보았다. 광방출 분석법을 이용하면 $O_2$ 플라즈마에서 폴리머가 제거되는 것이 관찰된다. 하지만 광방출 분석법은 외부영향에 의한 노이즈로 분석이 힘들며 다양한 조건에서의 폴리머 제거 상태를 비교하는 건 쉽지 않다. 이를 해결하고자 diff_CO 함수를 정의하고, 여러 경우에서의 diff_CO 함수 변화를 확인하였다. diff_CO 함수는 RF 인가시간이 증가함에 따라 최대값의 크기 감소와 작은 꼭지점 개수의 증가를 관찰할 수 있으며, 이를 이용하면 반응용기를 열지 않고도 반응용기 내부 오염정도를 파악하여 반응용기 세정 시점을 정할 수 있었다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
• /
• 제12권1호
• /
• pp.51-56
• /
• 2012

새롭게 발전시킨 등가 전송선로 해석법을 이용하여 원형 수직 캐비티 표면 광방출 레이저(VCSELs)의 공진특성을 연구되었다. VCSEL을 설계하기 위하여 필요한 광학변수들인 주기적인 Bragg 거울에서 나타나는 차단대역 특성과 반사율을 분석하였다. 또한, 설계된 VCSEL의 양자효율과 문턱 전류밀도를 평가하기 위하여 원형 모드 전송 선로 해석법의 횡방향 공진조건을 이용하였다. 이 해석법은 원형 VCSEL의 광학적 특성들을 분석하기 위한 수치해석 시간을 현저하게 줄여 주며, 명확한 설계개념을 제공한다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
• /
• pp.215.1-215.1
• /
• 2016

플라즈마는 반도체, 디스플레이, 태양전지 등 다양한 산업 분야에 이용된다. 플라즈마 공정 시 수율 향상을 위해 플라즈마를 진단하는 기술이 필요한데, 대표적으로 전자온도가 있다. 반도체 공정의 낮은 압력과 높은 밀도의 플라즈마에서 전자온도는 1~10 eV 정도인데, 0.5 eV정도의 아주 적은 차이로도 공정 결과에 큰 영향을 미친다. 플라즈마의 전자온도를 측정하는 방법은 전기적 탐침 방법인 랑뮤어 탐침(Langmuir Probe)과 와이즈 프로브(Wise Probe)를 이용한 방법, 그리고 광학적 방법인 방출분광법(OES : Optical Emission Spectroscopy)이 있다. 전기적 탐침 방법은 직접 플라즈마 내부에 탐침을 넣기 때문에 불활성 기체를 사용한 공정에서는 잘 작동하지만 건식식각이나 증착에 사용할 경우 탐침의 오염으로 인한 오동작, 공정 시 생성된 샘플에 영향을 줄 수 있다는 단점이 있다. 반면에 방출분광법은 광학적 진단으로, 플라즈마를 사용하는 공정 진행 중에 외부에 광학계를 설치하여 플라즈마에서 발생하는 빛을 광학적으로 분석하기 때문에 공정에 영향을 미치지 않고, 공정 장비에 적용이 쉬운 장점을 가지고 있다. 본 연구에서는 RF Power를 인가한 유도결합플라즈마(ICP : Inductively Coupled Plasma) 공정에서 아르곤 가스와 산소 혼합가스 분압과 인가전압을 변화시켜 플라즈마 방출광 세기 변화에 따른 전자온도를 측정하였다. 전자온도 측정에는 전기적 방법인 랑뮤어 탐침, 와이즈 프로브를 이용한 방법과 광학적 방법인 방출분광법을 사용하여 측정하였으며 이를 비교 분석하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
• /
• pp.100-100
• /
• 2010

토모그래피는 플라즈마 물리학뿐만 아니라 의료영상이나 천문학 등의 분야에서 오랫동안 이용되어 온 기법으로 직접 들여다 볼 수 없는 단면을 선적분된 데이터를 이용하여 국지적인 데이터를 재구성해내는 영상진단 방법이다. 플라즈마 물리학의 경우 공간적으로 검출기 배열을 균일하게 배치할 수 없으므로 토모그래피 기법에 균일화는 필수적이다. 이를 위해 본 연구에서는 Phillips-Tikhonov 균일화 방법을 사용하였다. Phillip-Tikhonov 균일화 방법은 인접한 픽셀 사이의 구배(gradient)를 최소화하는 방향으로 단면영상을 재구성하는 방식으로, 다른 토모그래피 알고리듬에 비해 훨씬 더 정확한 결과를 보여준다. 본 연구에서는 플라즈마의 공간분포 진단을 위하여 토모그래피 진단법과 부유탐침 진단법을 사용하였다. 플라즈마의 선적분된 방출광을 디지털카메라로 측정한 후 Phillips-Tikhonov 토모그래피 방법으로 재구성하여 플라즈마의 국지적인 공간분포를 알아내었다. 결과의 타당성을 확보하기 위해 부유탐침 진단결과와 비교 분석하여, 전자온도가 위치에 따라 일정한 상태에서 부유탐침을 통한 밀도분포와 토모그래피 진단법에 의한 플라즈마 방출광 세기의 공간분포가 거의 일치함을 확인할 수 있었다. 이를 통해 플라즈마의 국지적인 공간분포 진단을 위한 디지털카메라를 이용한 토모그래피 진단법의 타당성을 검증하였다.

• 한국반도체및디스플레이장비학회:학술대회논문집
• /
• 한국반도체및디스플레이장비학회 2007년도 춘계학술대회
• /
• pp.104-108
• /
• 2007

This paper reviews a simple model and spectroscopic method for extracting plasma electron temperature and argon metastable number density. The model is based on the availability of experimental relative emission intensities of only four argon lines that originate from 4p argon level. In this method, Maxwell-Boltzman distribution for EEDF is assumed and the calculation relies on the accuracy of the cross section. Therefore OES have to be compared with Langmuir probe to establish their practical validity.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
• /
• pp.194.2-194.2
• /
• 2016

저주파 (수십 kHz)와 고주파 (13.56 MHz)로 구동되는 대기압 플라즈마 젯을 발생시키고, 인가전압 (혹은 인가전력)과 기체 유량에 따른 대기압 플라즈마의 특성을 비교하였다. 고주파에서 발생된 플라즈마는 저주파의 경우보다 안정적이었으며, 인가전압 (혹은 인가전력)이 증가함에 따라 플라즈마 기체온도는 상승하였고, 고주파 젯의 기체온도는 저주파 젯 보다 높았으나 330 K이하인 것을 확인하였다. Optical Emission Spectroscopy (OES)를 이용하여 저주파와 고주파의 광 방출 특성을 측정하였다. 저주파에서는 $N_2{^+}$ (391.4 nm)의 intensity 증가가 두드러지게 나타났지만 고주파 젯에서는 $N_2$, $N_2{^+}$의 intensity는 감소하였으며, OH, NO, $H_{\alpha}$, O와 같은 활성 산소 종 (Reactive Oxygen Species)이 저주파 젯 보다 높게 측정되었다. Boltzmann plot method를 이용한 분석을 통해 저주파와 고주파 영역에서의 플라즈마 전자 여기 온도를 측정하였다. 또한 자외선 흡수분광법을 이용하여 플라즈마-액체 계면에서의 OH이 입자밀도를 측정하여 OES방법으로 측정한 OH 밀도와 비교하였다. 그리고 화학적 측정법 (terephtalic acid solution)을 이용하여 액체 내의 OH의 농도를 측정하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
• /
• pp.339-339
• /
• 2011

진공 플라즈마와 달리 개방된 공간에서 방전되는 대기압 플라즈마는 진공상태에서 수행되는 에칭, 증착 등의 복잡한 플라즈마 공정을 경제적이고 신속하게 수행할 수 있어, 최근 들어 연구가 활발히 진행 중이다. 이와 관련하여 He, Ar, $N_2$, $O_2$, Air 등의 여러 종류의 기체를 50 kHz 고전압에서 방전하여 대기 중에서 저온 플라즈마 공정이 가능한 아크젯 타입의 플라즈마 소스를 개발하였다. 개발된 플라즈마 소스에서는 입력전압, 기체유량, 노즐의 구조와 크기 등의 여러 운전변수에 따라 플라즈마의 방전특성이 변화되었다. 특히 본 연구에서는 아크젯의 플라즈마 발생부의 물질성분(SUS, Aluminum, Cupper)에 따른 플라즈마의 기체온도 및 전자여기 온도의 변화를 광방출분광법(OES)를 이용한 Synthetic spectrum method와 Boltzmann plot method을 통해 살펴보았다. 전압-전류 특성곡선, 시간분해 이미지 촬영법, 기체온도 측정법 등을 이용하여 발생된 플라즈마의 물리적인 특성을 분석하였다. 특히 물질의 성분에 따라 발생되는 플라즈마의 기체 및 전자여기 온도가 이차 전자 방출계수 및 물질의 전도도와의 상관관계가 있는지 연구가 진행 중이다.

• 분석과학
• /
• 제6권1호
• /
• pp.131-139
• /
• 1993

아연광 중 미량으로 존재하는 갈륨 및 인듐을 유도결합 플라스마 원자방출분광법(ICP-AES)으로 분석할 때 간섭하는 아연 및 다른 이온들과 특히 Fe(III) 이온으로부터 이들을 분리하는 방법에 대해 연구하였다. 갈륨과 인듐을 tributyl phosphate(TBP)로 용매추출하였는데 이때 영향을 주는 산농도, 다른 이온들의 간섭, 수용액상/유기상의 비율, TBP의 농도 및 탈거율 등에 대하여 조사하였다. 갈륨과 인듐이 함유되어 있는 아연광을 녹인 5N 염산용액에서 100% TBP로 추출하여 아연 및 기타 간섭이온들로부터 분리하였으며, 이때 철(III)이온은 hydroxylamine hydrochloride를 사용하여 Fe(II)로 환원시켜 coetraction되는 것을 방지하였다. 유기상으로부터 갈륨과 인듐의 탈거는 0.02N 염산용액으로 역추출하여 이루어졌으며 이 용액을 ICP-AES로 측정하여 이들을 정량하였다. 전체적으로 추출률이 95% 이상으로 정량적이었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
• /
• pp.214.1-214.1
• /
• 2016

최근 대기압 플라즈마의 활용분야는 기판의 표면처리, 바이오 분야 등에 널리 활용되고 있지만, 현재까지 정립된 대기압 플라즈마 분석법은 광학적, 전기적 방법으로 이를 통해 대기압 플라즈마를 분석하는데 어려움을 겪고 있다. 가장 널리 사용되는 OES(Optical Emission Spectroscopy) 측정법의 경우에는 플라즈마로부터 방출되는 광을 측정하여, 방출 강도로부터 플라즈마 밀도를 얻는데 어려운 점이 있다. 전기적 진단법 중 하나인 랑뮤어 탐침은 주로 진공장비에서만 사용가능하며, 대기압플라즈마에서 직접 접촉하여 플라즈마에 영향을 주어, 플라즈마 밀도를 정확히 측정하기 어렵다. 본 연구에서는 대기압 플라즈마의 캐페시턴스을 측정하여 플라즈마의 밀도를 측정하였다. DC power supply에서 발생된 DC전원을 인버터를 통해서 AC전원으로 변환한 뒤, Ar가스를 석영관에 주입하여 대기압 플라즈마 젯를 발생시켰다. 발생된 대기압 플라즈마를 석영관 외부 전극 사이에 캐패시턴스로 플라즈마 밀도를 측정하였다. Ar 가스 유량에 따라 플라즈마 밀도를 변화를 살펴보았다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
• /
• pp.71-71
• /
• 2010

최근 나노선의 우수한 전기적, 광학적 특성을 다양한 종류의 전자소자, 광소자, 그리고 센서에 응용하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 그 중 $SnO_2$ 나노선은 n-type의 전기특성과 우수한 광 특성을 보이며, 전자소자, 광소자 뿐 아니라 다양한 종류의 가스 센서 제작에 널리 사용되고 있다. 본 연구에서는 화학기상증착법 (Chemical Vapor Deposition)으로 $SnO_2$ 나노선을 성장하여 전계방출효과 트랜지스터 (field effect transistor: FET)를 제작하여 전기적 특성을 측정하였다. 나노선의 성장 조건 (온도와 산소 유량) 에 따른 나노선의 구조, 화학조성, 전기적 특성을 체계적으로 조사하였다. 산소의 유량이 낮을 때는 온도에 따라 나노선의 크기와 전기 특성에 변화가 없었으나, 산소의 유량을 높이면 온도에 따라 나노선의 두께와 전기적 특성이 크게 변화하였다. 본 연구에서는 특히, FET 구조에서 on/off current ratio 가 $10^5$ 이상으로 매우 높은 나노선 제작이 가능하였다. 전기적 특성과 나노선의 결정구조, 화학적 조성을 함께 비교하여 성장 메커니즘을 이해하고자 한다.