• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.164-164
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• 2012

저진공 (＞100 mTorr)에서 냉음극 변압기 전원 소스를 이용하여 플라즈마를 발생시키는 시스템을 개발하였다. 또한 이 장치를 이용하여 Tetraethylorthosilicate (TEOS)를 기화시켜 이산화규소 ($SiO_2$) 박막 증착 기술을 연구하였다. 공정 압력은 400~1,000 mT이었다. 증착된 박막의 박막 두께, 굴절률 등의 측정을 실시하였다. 결과를 요약하면, 플라즈마 공정 압력이 증가함에 따라 박막 증착 속도는 약 200~300 A/min이었다. 또한 전압이 1,100에서 2,100 V로 증가함에 따라 산화막의 증착 속도는 약 300에서 40 nm/min으로 증가하였다. TEOS만을 사용하였을 때 굴절률은 약 1.5~1.6정도였다. 그러나 TEOS에 산소를 추가하면 자연 산화막의 굴절률인 1.46을 쉽게 얻을 수 있었다. 초기 연구 결과를 정리하면 냉음극 변압기 플라즈마 장치는 향후 실용적인 산화막 플라즈마 증착 연구 장치로 사용될 수 있을 것으로 생각된다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.08a
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• pp.129-129
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• 2011

냉음극 변압기 전원 소스를 이용하여 저진공에서 플라즈마를 발생시키는 시스템을 개발하였다. 또한 이 장치를 이용하여 도핑된 산화막 증착 기술을 연구하였다. 이 때 도핑 전구체는 액체 소스였으며 이를 기화시켜 사용하였다. 특히 p 타입이 도핑된 이산화규소 박막 증착을 상온에서 실시하였다. 공정 압력은 400~1,000 mT였으며, 전압은 약 1,100~2,100 V 범위에서 조절하였다. 증착된 박막은 박막 두께와 홀 측정을 실시하였다. 홀 측정을 위한 인듐 금속 접합을 400 C에서 실시하였다. 결과를 요약하면, 플라즈마 공정 압력이 400에서 1,000 mTorr로 증가함에 따라 박막 증착 속도는 약 240~440 ${\AA}$/min이었다. 또한 증착된 p-SiO2의 벌크 농도는 같은 압력 증가에 따라 약 $1.2{\times}10^{19}$에서 $6.5{\times}10^{18}/cm^3$으로 절반 정도 감소하였다. 그에 따라 도핑된 산화막의 비저항은 $~1.4{\times}10^{-3}$에서 $2.5{\times}10^{-3}{\Omega}{\cdot}cm$로 증가하였다. 홀 이동도는 약 380~400 $cm^2/V{\cdot}s$를 유지하였다. 또한 전압이 1,100 에서 2,100 V로 증가함에 따라 산화막의 증착 속도는 약 330에서 410 ${\AA}$/min으로 증가하였다. 그러나 전압이 증가해도 벌크 농도는 약 8,9~$6.6{\times}10^{18}/cm^3$의 범위였다. 보다 자세한 결과는 발표를 통해 설명할 것이다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.417-417
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• 2010

작은 직경의 외부 전극 형광램프와 냉음극 형광램프는 LCD-TV의 광원으로 사용하고 있다. 교류 전압으로 구동되는 외부전극 형광램프와 교류 및 직류 전압으로 구동되는 냉음극 형광램프에서 광 방출 신호를 관측하였다. 이러한 빛은 양광주의 고전압부에서 접지부로 $10^5-10^6\;m/s$의 속도로 전파한다. 램프에서 방출된 광이 양광주를 따라 전파하는 현상은 일반 형광등과 네온싸인관에서도 동일하게 관측된다. 이러한 빛의 전파 현상은 지난 70년의 형광 램프 역사상 처음 관측되었다. 양광주 영역의 플라즈마는 높은 전압과 수 십 kHz가 인가되는 전극부에서 발생한 고밀도 플라즈마의 확산으로 생성된다. 고전압이 인가된 전극부에서 발생한 고밀도의 플라즈마는 인가되어지는 구동 주파수에 해당하는 섭동으로 작용하여 플라즈마 파동으로 양광주 영역으로 전파된다. 이러한 플라즈마 파동은 고밀도 전극부에서 저밀도 양광주 영역으로 플라즈마 밀도의 차이에 의하여 된다. 이때 파동의 전파 속도는 관 전류에 따라 달라진다. 타운젠트 방전 이전의 저 전류일 때는 ${\sim}10^5\;m/s$이며, 타운젠트 방전 이후 글로우 방전에서의 전파 속도는 ${\sim}10^6\;m/s$로 증가한다. 또한 타운젠트 방전 이전의 저 전류에서는 파동이 감쇠하는 경향을 보이며, 고 전류에서의 파동의 감쇠는 매우 작다. 관측된 광신호의 결과로부터 전파되는 파동의 원인은 플라즈마 확산에 의한 밀도의 차이에 의한 것으로 해석된다. 즉, 수 십 kHz의 구동 주파수를 갖는 플라즈마 파동이 양광주의 플라즈마 밀도 구배에 의하여 전파된다. 이러한 파동은 높은 전압이 인가되는 전극부에서 낮은 전압부로 향하는 조류의 흐름과 같이 나타난다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.228-228
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• 2011

바늘형 전극과 컵형 전극을 사용한 대기압 플라즈마 제트 장치의 플라즈마 분출 특성을 조사한다. 바늘형 전극은 원통형 주사기 바늘을 사용하였다. 컵형 전극은 냉음극 형광 램프의 전극을 사용하였다. 방전 가스는 Ar을 사용하고 가스의 유량은 3 lpm이다. 구동 전원은 DC-AC 인버터를 사용하고 구동 주파수는 40 kHz이다. 방전 전압-전류 특성과 전류별 플라즈마 방출 길이를 측정한 결과, 원통형 바늘보다 컵형 전극이 방전 개시 전압이 낮았으며 동일 전류에서 플라즈마 방출 길이가 더 길다.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.20 no.2
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• pp.114-126
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• 2011

The light propagation along a long positive column has been observed in a cold cathode fluorescent lamp. The optical signals are observed with the DC and AC voltage power during lamp operation. The light propagating is observed in the operation with the DC-rippled voltage as well as the AC-voltage. The optical signals propagate from the high voltage side to the ground. These signals show two kinds of features according to the before and after Townsend breakdown. At the dark current before Townsend breakdown, the optical intensity is damped and the propagation velocity is $10^4{\sim}10^5m/s$. At the high current of normal glow after Townsend breakdown, the propagation velocity is 1$10^5{\sim}10^6m/s$ without damping.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2009.02a
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• pp.260.2-260.2
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• 2009

• Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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• v.28 no.3
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• pp.383-388
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• 2011

The cold hollow cathode gas ion source is under development for multi aperture focused ion beam (FIB) system. In this paper, we describe the cold hollow cathode ion source design and the general ion source performance using Ar gas. The glow discharge characteristics and the ion beam current density at various operation conditions are investigated. This ion source can generate maximum ion beam current density of approximately 120 mA/$cm^2$ at ion beam potential of 10 kV. In order to effectively transport the energetic ions generated from the ion source to the multi-aperture focused ion beam(FIB) system, the einzel lens system for ion beam focusing is designed and evaluated. The ions ejected from the ion source can be forced to move near parallel to the beam axis by adjusting the potentials of the einzel lenses.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.19 no.1
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• pp.36-44
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• 2010

The ambipolar diffusion equation has been solved in a fine-tube lamp of a few mm in diameter. In the diffusion of radial direction, the plasma diffuses and vanishes away at the glass wall by recombination with the characteristic time of plasma loss is given by $\tau_r\;=\;(r_0/2.4)^2/D_a$. With the radius $r_0{\sim}1\;mm$ and the ambipolar diffusion coefficient $D_a{\sim}0.01\;m^2/s$, the vanishing time is calculated $\tau_r{\sim}10\;{\mu}s$ which corresponds to the least value of frequency 30 kHz for the sustaining the plasma in the operation of high voltage AC-power. In the diffusion of longitudinal z-direction, a high density plasma generated at the area of a high voltage electrode, diffuses into the positive column with the characteristic time $\tau_z{\sim}0.1\;s$. The plasma diffusion velocity at the boundary of high density plasma is $u_D{\sim}10^2\;m/s$ at the time $t{\sim}10^{-6}$ s and the diffusion velocity becomes slow as $u_D{\sim}1\;m/s$ at $t{\sim}10^{-3}\;s$. Therefore, for the long lamp of 1 m, it takes about several seconds for the high density plasma at the area of electrode to diffuse through the whole positive column space.