• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.486-486
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• 2012

반도체 식각 공정에서 이온의 플럭스와 충돌 에너지를 각각 조절하고자 Dual frequency RF source가 사용된다. 듀얼 freuqnecy RF가 인가된 Capacitively coupled plasma (CCP) 의 경우, 기판에 걸린 Low freuqency (LF) RF 소스에 의하여 이온의 에너지를 조절하고, High frequency (HF) 소스를 조절하여 이온의 플럭스를 조절하는 것이 일반적이다. 그러나 LF의 세기가 증가함에 따라서, 플라즈마의 밀도가 오히려 감소하는 문제점이 있었다. 이 경우, 약한 자장을 플라즈마에 걸어줌으로써 밀도가 감소되는 문제를 해결할 수 있다고 알려져 왔다. Inductively coupled plasma (ICP) 에서는 HF를 안테나에 가하여 이온의 플럭스를 조절하고, LF를 기판에 가하여 이온의 충돌 에너지를 조절하는 것이 일반적인데, 위와 동일한 문제가 이 경우에도 발생하는 것을 확인 하였다. CCP와 마찬가지로, 바이어스에 걸린 파워의 세기가 증가함에 따라서 플라즈마의 밀도가 감소하고 전자의 온도가 증가하는 현상을 확인하였다. 또한 이때에도, 약한 자장을 걸어줌으로써 플라즈마의 밀도가 감소하지 않고 유지될 수 있으며, 전자의 온도 또한 유지될 수 있음을 발견하였다.

• 전자공학회논문지
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• 제53권2호
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• pp.117-122
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• 2016

최근 환경, 의료분야에서 실시가 검출 및 인체 삽입형 pH 센서에 대한 요구가 증가하고 있다. 이에 본 연구에서는 생체적 합성이 우수한 그래핀을 이용하여 실시간 pH 검출이 가능한 센서를 개발하였다. Polyethylene terephthalate(PET) 기판에 전사된 그래핀 표면에 이온 용액속에서 동작하는 전계효과 트랜지스터(solution-gated field-effect transistors; SGFETs)를 제작하였으며 이를 이용하여 이온 용액의 pH를 검출하였다. 제작한 트랜지스터의 게이트 채널 길이는 $500{\mu}m$, 게이트 채널 폭은 8mm이다. 이온 용액속에서 트랜지스터 동작특성 및 pH 감도를 평가하기 위하여 드레인-소스 전압($V_{DS}$)에 따른 드레인-소스 전류($I_{DS}$) 및 게이트-소스 전압($V_{GS}$)에 따른 드레인-소스 전류($I_{DS}$)를 측정하였다. PET기판에 전사된 그래핀 위에 제작한 그래핀 SGFETs의 전류-전압 특성은 이온 용액내에서 매우 안정적으로 동작하였으며 그래핀 SGFETs의 Dirac point는 이온 용액의 pH값이 증가함에 따라 양의 방향으로 19.32 mV/pH씩 증가하였다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2012년도 춘계학술발표회 논문집
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• pp.262-262
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• 2012

Diamond like carbon(DLC) 박막은 고경도, 초저마찰 특성을 요구하는 마찰분야에 널리 사용되며, 대면적 저가 코팅 방법 개발 및 물성 조절 기술이 요구된다. 본 연구에서는 선형 이온 소스를 통한 DLC 박막의 대면적 코팅 방법은 연구했으며, 방전 주파수 조절에 따른 박막 물성 조절 특성을 분석하였다.

• 한국진공학회지
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• 제12권2호
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• pp.136-143
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• 2003

본 논문은 비질량분리형 이온빔증착법에 이용하기 위한 고순도의 고주파 스퍼터타입 이온소스에 대한 특성을 평가했다. 고주파 구리 코일과 고순도 (99.9999 %)의 구리 타겟으로 이루어진 이온소스에 대한 기본적인 특성과 ULSI금속배선용 구리 박막으로의 응용가능성에 대해서 고찰하였다. 구리 타겟에 걸어주는 전압에 따른 구리 타겟에 흐르는 전류 특성을 고주파 전원 또는 아르곤 가스 압력을 변화시키면서 특성을 평가한 후 구리박막제작을 위한 조건에 대해서 고찰하였다. 박막 증착을 위한 기본적인 조건으로써, 타겟의 전압 -300 V와 고주파 전원 240 W, 그리고 아르곤 압력 9 Pa이 정해졌으며, 이 같은 조건에서 기판 바이어스 -50 V에서 증착된 구리 박막의 비저항값은 1.8 $\pm$ 0.1 $mu\Omega$cm로 이는 구리 벌크의 저항값(1.67 $\pm$ 0.1 $\mu\Omega$cm)에 근접한 값임을 알 수 있었다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2010년도 하계학술대회 논문집
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• pp.309-309
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• 2010

Silicon Nitride(SiN) 박막을 펄스드 플라즈마 응용화학기상법을 이용하여 저 소스전력의 $SiH_4-N_2$ 플라즈마에서 증착하였다. Duty ratio의 변화에 따른 이온에너지와 굴절률의 변화를 고찰하였다. 저이온에너지는 증착률과 강한 상관성을 보였다. 이온에너지 변수의 증착률에의 영향은 신경망 모델을 이용하여 고찰하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.370-370
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• 2010

최근 자연모사를 통한 초저마찰 연구가 활발히 진행되고 있으며 리소그라피, 레이져 가공법 등의 다양한 방법을 통해 표면구조 제어가 시도되고 있다. 본 연구에서는 자장여과 아크 플라즈마 이온 소스를 이용한 WC-Co 및 SCM 415 금속소재의 표면구조 형상제어를 통해 저마찰 특성을 시도하였다. 자장여과 아크 소스는 90도 꺽힘형이며 5개의 자장 코일을 통해 아크 음극에서 발생된 고밀도($10^{13}\;cm^{-3}$ 이상) 플라즈마를 표면처리 대상 기판까지 확산시켰다. 공정 압력은 알곤가스 1 mTorr, 아크 방전 전류는 25 A, 플라즈마 수송 덕트 전압은 10 V이다. 기판 전압은 비대칭 펄스 (-80 %/+5 %)로 -600 V에서 -800 V까지 인가되었으며 -600 V 비대칭 펄스 인가시기판으로 입사하는 알곤 이온 전류 밀도는 약 $4.5\;mA/cm^2$ 이다. WC-Co 시편의 경우 -600 V 전압 인가시, 이온빔 처리 전 46.4 nm(${\pm}12.7\;nm$)의 조도를 갖는 시편이 5분, 10분, 20분동안 이온빔 처리함에 따라 72.8 nm(${\pm}3\;nm$), 108.2 nm(${\pm}5.9\;nm$), 257.8 nm(${\pm}24.4\;nm$)의 조도를 나타내었다. SCM415 시편의 경우 -800 V 인가시, 이온빔 처리 전 20.4 nm(${\pm}2.9\;nm$)의 조도를 갖는 시편이 20분동안 이온빔 처리함에 따라 275.1 nm(${\pm}43\;nm$)의 조도를 나타내었다. 또한 주사전자현미경을 통한 표면 형상 관찰 결과, 이온빔 식각을 통해 생성된 거친 표면에 $3-5\;{\mu}m$ 직경의 돌기들이 산발적으로 생성됨을 확인했다. 마찰계수 측정 결과 SCM415 시편의 경우, 이온빔 처리전 마찰계수 0.65에서 조도 275.1 nm 시편의 경우 0.48로 감소하였다. 본 연구를 통해 이온빔 식각을 이용한 금속표면 제어 및 저마찰 특성 향상의 가능성을 확인하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 1999년도 제16회 학술발표회 논문개요집
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• pp.156-156
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• 1999

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
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• pp.206-207
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• 2009

PECVD를 이용하여 상온에서 Silicon nitride 박막을 제조하였다. 그리고 증착 중에 non-invasive ion energy analyzer를 이용하여 이온에너지와 이온에너지 flux룰 측정하였다. PECVD의 소스 파워는 500W, 바이어스 파워 100W으로 고정하고 주파수 250Hz으로 고정된 상태에서 펄스를 인가하여 duty ratio를 30-100%까지 변화시켰다. 작은 duty ratio 범위 (30-70%)에서 duty ratio가 감소할 때, 이온에너지와 이온에너지의 비가 감소하였다. 이 때 감소되는 굴절률은 저이온에너지 변수와 강한 연관성을 지니고 있었다. 굴절률은 1.65-2.46 사이에서 변화하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 1999년도 제17회 학술발표회 논문개요집
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• pp.215-215
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• 1999

상용의 PS가 가지는 소수 특성을 아르곤, 수소, 산소 이온을 이온 보조 반응법을 이용하여 PS의 표면에 조사하여 PS의 표면을 친수성을 증대시켰으며 이때의 친수성의 변화는 각 이온의 비율과 전류의 세기 및 전압의 변화에 따라 측정하였다. 이온 소스는 직경 5cm의 cold hollow cathod ion gun을 이용하였으며 이온 조사량은 5$\times$1014 ~ 1$\times$1017까지 변화시키고 산소의 유량은 0~6sccm까지 변화시키고 수소의 유량 또한 0~6sccm 까지 변화시키면서 극성 용매인 물과의 접촉각을 정적 접촉각 측정기를 이용하여 측정하였다. 또한 일정 조건에서 이온의 조사 후 대기와 물속에서 시간에 따른 물의 접촉각의 변화를 측정하였다. 표면에 형성된 극성 그룹을 조사하기 위하여 XPS를 측정하였다. XPS 측정결과 표면에 C-O, C=O, (C=O)-O와 같은 극성 작용기가 형성되었음을 확인하였으나 PS 표면에 생성된 정확한 작용기를 구분하기 어려웠다. 따라서 좀더 세밀한 조사를 위하여 FT-IR을 이용하여 이온 조사 조건에 따른 PS 표면의 분자단의 Peak 변화를 관찰하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 1999년도 제17회 학술발표회 논문개요집
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• pp.199-199
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• 1999

상용의 PVC가 갖는 소수 특성을 개선하기 위해 산소, 아르곤, 수소 이온의 이온 보조 반응법을 이용하여 표면의 친수성을 증대시키고 이때 친수성 증가의 직접적 원인인 표면에너지 증가를 각각의 이온조사에 따라서 비교하였다. 이온 소스는 직경 5-cm의 cold hollow cathod ion gun을 이용하였으며 산소, 아르곤, 수소이온을 이온 조사량 5$\times$1014~1$\times$1017ions/cm2까지 변화시키고 산소의 유량을 0~8sccm까지 변화시키면서 표면 에너지 변화를 관찰하였다. 표면 에너지는 두 가지의 극성 용매인 물과 포름아마이드의 접촉각을 정적 접촉각 측정기를 이용하여 측정한 후에 이로부터 dispersion force와 polar force를 계산하여 얻었다. 계산된 결과를 보면 처리 전과후의 dispersion force의 변화는 거의 없으나 polar force는 크게 증가하였다. 이때 표면 에너지의 증가는 표면 형상의 변화와 극성을 띠는 친수성기의 증가로 여겨지며 각각의 경우에 대한 분석을 위해 AFM과 XPS 분석을 시행하여 각각의 이온에 따르는 표면 형상의 변화와 친수성기의 형성 및 상대적인 양을 비교하였다.