• 한국정밀공학회지
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• 제7권3호
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• pp.37-47
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• 1990

In accordance with the high precision of mechanical elements, it has been required to high precision in surface roughness measurement and, therefore, stylus tip radius is manufa- ctured less than 2 .mu. m through ion sputter machining. In this experiment, by suing ion sputter machined stylus pf fine tip, radius and lapping machined stylus, surface roughness of standard specimens, silicon wafer were measured and then Rmax, Ra, RMS value were investi- gatedaccording to the variation of tip radius of stylus. As a result, measuring error due to the variation of stylus tip radius in surface roughness measurement was decreased by using ion sputter machined stylus and also the measuring accuracy was improved. And the measuring variation of Ra, RMS calculated from correlation coefficient lager than 0.9 on the wave of short period and amplitude using ion sputter machined stylus of fine tip radius.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.385-385
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• 2011

Ion beam Sputtering (IBS)를 이용한 물질 표면의 pattern 형성은 물리적 변수 조절로 손쉽게 nano structure의 크기와 형태를 조절할 수 있어 관심을 받고 있다. 본 연구발표에서는 massless Dirac Fermion behavior로 인한 highly carrier mobility와 같은 특성으로 인해 차세대 device material로 각광받고 있는 Graphene의 layered compound (층상구조) 형태인 HOPG (Highly Ordered Pyrolysis Graphite)에 IBS (Ion beam Sputtering)를 이용해 nano structure가 형성 가능함을 보이고 그 특징에 대해 소개하려 한다. HOPG(0001)를 Sputter 했을 때, 표면에 잘 정렬된 nano ripple pattern이 형성 가능함을 확인하였으며 sputter하는 시간을 변화하면 약 10 nm에서 80 nm까지 wavelength를 조절할 수 있다. 또한 이전의 IBS를 이용한 연구들에서 확인할 수 있는 다른 물질의 곧게 뻗은 nano ripple과는 다르게 ripple의 끝에 nano swab이 생기는 것을 AFM (Atomic Force Microscope)으로 확인할 수 있었다. 이러한 Graphite에서만 나타나는 Sputter에 의한 표면의 변화의 원인을 규명하고자 Sputter가 지속됨에 따라 나타나는 mopology의 roughness와 wavelength의 시간에 따른 dynamic scaling behavior를 확인하였고 그 얼개를 알기 위해 simulation을 수행 하였다.

• 한국결정성장학회:학술대회논문집
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• 한국결정성장학회 1996년도 The 9th KACG Technical Annual Meeting and the 3rd Korea-Japan EMGS (Electronic Materials Growth Symposium)
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• pp.5-18
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• 1996

The solid state cesium ion source os alumino-silicate based zeolite which contains cerium. The material is an ionic conductor. Cesiums are stably stored in the material and one can extract the cesiums by applying electric field across the electrolyte. Cesium ion bombardment has the unique property of producing high negative ion yield. This ion source is used as the primary source for the production of a negative ion without any gas discharge or the need for a carrier gas. The deposition of materials as an ionic species in the energy range of 1.0 to 300eV is recently recognized as a very promising new thin film technique. This energetic non-thermal equilibrium deposition process produces films by “Kinetic Bonding / Energetic Condensation" mechansim not governed by the common place thermo-mechanical reaction. Under these highly non-equilibrium conditions meta-stable materials are realized and the negative ion is considered to be an optimum paeticle or tool for the purpose. This process differs fundamentally from the conventional ion beam assisted deposition (IBAD) technique such that the ion beam energy transfer to the deposition process is directly coupled the process. Since cesium ion beam sputter deposition process is forming materials with high kinetic energy of metal ion beams, the process provider following unique advantages:(1) to synthesize non thermal-equilibrium materials, (2) to form materials at lower processing temperature than used for conventional chemical of physical vapor deposition, (3) to deposit very uniform, dense, and good adhesive films (4) to make higher doposition rate, (5) to control the ion flux and ion energy independently. Solid state cesium ion beam sputter deposition system has been developed. This source is capable of producing variety of metal ion beams such as C, Si, W, Ta, Mo, Al, Au, Ag, Cr etc. Using this deposition system, several researches have been performed. (1) To produce superior quality amorphous diamond films (2) to produce carbon nitirde hard coatings(Carbon nitride is a new material whose hardness is comparable to the diamond and also has a very high thermal stability.) (3) to produce cesiated amorphous diamond thin film coated Si surface exhibiting negative electron affinity characteristics. In this presentation, the principles of solid state cesium ion beam sputter deposition and several applications of negative metal ion source will be introduced.

• 한국표면공학회지
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• 제33권2호
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• pp.115-125
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• 2000

TiN films were deposited onto Stellite 6B alloy (Co base) by the reactive magnetron sputter ion plating. As the bias increases, TiN film changes from columnar structure to dense structure with great hardness and smooth surface due to densification and resputtering by ion bombardment. The content of oxygen and carbon impurities in the TiN film decreases greatly when the substrate bias is applied. The preferred orientation of the TiN films changes from (200) to (111) with decreasing $N_2$/Ar ratio, and from (200) to (111) and then (220) with increasing the substrate bias. The change of the preferred orientation is discussed in terms of surface energy and strain energy which are related to the impurity contents and the ion bombardment damage. The hardness of the TiN film increases with increasing compressive stress generated in the film by virtue of ion bombardment. It becomes as high as up to 3500kgf/mm$^2$ when an appropriate substrate bias is applied.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.154.1-154.1
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• 2014

Indium gallium zinc oxide (IGZO)는 차세대 디스플레이 평판 패널에 사용되는 반도체 화합물의 일종으로 최근 주목받고 있는 물질의 하나이다. 기존의 IGZO를 사용하여 박막을 증착한 뒤 표면 처리를 통해 박막의 특성 변화에 대한 연구들이 진행되어 왔으며, 기존의 연구들은 plasma 환경에 노출을 시켜 간접적인 plasma treatment를 통해 박막의 특성을 향상시켜 왔다. 본 연구에서는 기존의 plasma treatment에서 발견된 방식인 ion beam treatment를 통해 플라즈마를 직접적으로 표면에 조사하여 박막의 특성 변화를 알아보았다. 한국표준과학연구원에서 자체 제작한 chamber를 이용하여 RF sputter로 Si wafer 위에 IGZO 박막을 증착하고 수소 ion beam treatment를 한 뒤, SEM과 XPS를 사용하여 박막 표면의 물성 변화를 분석하였다. 실험에 사용된 chamber에는 sputter gun과 ion beam이 함께 장착되어 있으며, scroll pump와 TMP를 사용하여 pressure를 유지하였다. 실험 시 base pressure는 $1.4{\times}10^{-6}Torr$였다. RF power 150 W. ion beam power 2,000 V에서 실험을 진행하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제14권3호
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• pp.747-754
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• 1990

본 연구에서는 장시간 가공하는 경우 가공량과 가공물에 입사되는 이온 빔의 입사각도에 따라 이온 스파터 가공이 표면거칠기에 미치는 영향에 대해서 연구해 보았 다.

• 전자공학회논문지D
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• 제35D권12호
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• pp.59-67
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• 1998

본 논문에서는 몬테카를로 방식을 사용하여 이온의 에너지에 대한 타겟 원자의 스퍼터율(Sputter Yield), 이온의 주입 각도에 대한 스퍼터율, 이온의 주입에 따른 타겟 원자의 발산 분포를 3차원으로 시뮬레이션 하였다. 중(중)이온으로 (Ar/sup +/)을 사용하였고, 경(輕)이온으로 (H/sup +/)을 사용하여 10 eV에서 100 KeV 영역의 에너지에 따른 스퍼터율을 계산하였다. 또한, 스퍼터 타겟 물질로서 Cu, Al을 사용하여 계산하였고, 실험치와 일치함을 확인하였다. 스퍼터율은 입사 이온의 에너지가 증가함에 따라 증가하는 경향을 보이지만, 임계점 이후에는 점차적으로 감소하는 경향을 보였다. 중이온에 의한 스퍼터에서는 임계점이 10 KeV 영역이었고, 경이온에 의한 스퍼터에서는 1 KeV 이하 영역이었다. 또한, 이온의 주입 각도에 따라서 타겟의 스퍼터율은 점차적으로 증가하였고, 68° 부근에서 최대 스퍼터율을 기록하였다. 이온의 주입 각도에 따른 타겟 원자의 분포도에서는 각도가 커짐에 따라서 타겟 표면 법선 방향으로 방출되는 원자의 수가 많아짐을 확인하였다. 본 연구에서는, CRAY T3E 슈퍼컴퓨터에서 시뮬레이션을 수행하였으며, 구현된 몬테카를로 스퍼터 시뮬레이터의 GUI(Graphic User Interface) 환경을 구축하였다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제15권6호
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• pp.518-523
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• 2002

The influences of ion beam energy and reactive oxygen partial pressure on the physical and crystallographic characteristics of transition metal oxide compound(CrOx) film were studied in this paper. Chromium oxide films were deposited onto a cover-glass using ion Beam Sputter Deposition(IBSD) technique according to the various processing parameters. Crystallinity and grain size of as-deposited films were analyzed using XRD analysis. Thickness and Resistivity of the films were measured by $\alpha$-step and 4-point probe measurement. According to the XRD, XPS and resistivity results, the deposited films were the cermet type films which had crystal structure including amorphous oxide(a-oxide) phase and metal Cr phase simultaneously. The increment of the ion beam energy during the deposition process led to decreasing of metal Cr grain size and the rapid change of resistivity above the critical $O_2$ partial pressure.

• 한국진공학회지
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• 제10권2호
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• pp.225-233
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• 2001

Oxygen flooding을 이용한 Secondary ion Mass Spectrometry(SIMS) 분석에 있어서 표면에 산화막이 있을 때 발생하는 SIMS depth profile의 왜곡현상에 대한 원인을 분석하고 이를 보정하였다. 이러한 왜곡현상은 표면 산화막에서와 Si 매질에서의 sputter rate이 다른 데서 발생하는 깊이 보정 오류와 상대감도인자(relative sensitivity factor, RSF)가 다른 데서 발생하는 농도보정 오류로부터 발생됨이 밝혀졌다. 깊이보정 오류를 바로잡기 위하여 $N^a+$ 이온을 산화막과 Si 매질의 계면에 대한 marker로 사용하였으며 산화막 두께는 SEM 및 XPS로 측정하였다. 산화막과 Si 매질에서의 sputter rate 및 RSF의 차이는 주로 oxygen flooding이 유발한 산화막 형성시의 부피팽창에 의한 것으로 해석되었으며 이를 보정한 depth profile은 oxygen flooding없이 분석한 경우와 거의 동일한 결과를 보여주었다.

• 대한기계학회논문집
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• 제14권6호
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• pp.1495-1508
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• 1990

본 연구에서는 전류밀도와 가공시간을 변화시켰을 때의 가공량, 가공상태를 검토해 보았으며, 촉침홀더의 가공각도를 달리하거나 재부착문제를 해결하기 위한 마 스크의 사용여부에 따른 촉침의 가공상태를 알아보기 위해 초기선단반경 2$\mu\textrm{m}$, 선단각 90˚의 다이아몬드 촉침을 이온스파터 가공기를 사용하고, 가공조건을 변화시켜서 초 정밀 가공품의 표면거칠기 측정에 적합한 0.5$\mu\textrm{m}$ 이하의 미세한 선단반경을 갖는 촉침 을 가공하기 위한 가공조건에 대한 실험을 하였다.