• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2000년도 제18회 학술발표회 논문개요집
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• pp.170-170
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• 2000

Synthetic polymers such as polyimide, polycarbonate, and poly(methyl methacrylate) are long chain molecules which consist of carbon, hydrogen, and heteroatom linked together chemically. Recently, polymer surface can be modified by using a high energy ion beam process. High energy ions are introduced into polymer structure with high velocity and provide a high degree of chemical bonding between molecular chains. In high energy beam process the modified polymers have the highly crosslinked three-dimensionally connected rigid network structure and they showed significant improvements in electrical conductivity, in hardness and in resistance to wear and chemicals. Polyimide films (Kapton, types HN) with thickness of 50~100${\mu}{\textrm}{m}$ were used for investigations. They were treated with two different surface modification techniques: Plasma Source Ion Implantation (PSII) and conventional Ion Implantation. Polyimide films were implanted with different ion species such as Ar+, N+, C+, He+, and O+ with dose from 1 x 1015 to 1 x 1017 ions/cm2. Ion energy was varied from 10keV to 60keV for PSII experiment. Polyimide samples were also implanted with 1 MeV hydrogen, oxygen, nitrogen ions with a dose of 1x1015ions/cm2. This work provides the possibility for inducing conductivity in polyimide films by ion beam bombardment in the keloelectronvolt to megaelectronvolt energy range. The electrical properties of implanted polyimide were determined by four-point probe measurement. Depending on ion energy, doses, and ion type, the surface resistivity of the film is reduced by several orders of magnitude. Ion bombarded layers were characterized by Time-of-Flight Secondary Ion Mass Spectrometry (TOF-SIMS), XPS, and SEM.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.119-119
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• 2015

Ion beam sputtering has been widely used in Secondary Ion Mass Spectrometry (SIMS), X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS), and Auger Electron Spectroscopy (AES) for depth profile or surface cleaning. However, mainly due to severe matrix effects such as surface composition change from its original composition and damage of the surface generated by ion beam bombardment, conventional sputtering skills using mono-atomic primary ions with energy ranging from a few hundred to a thousand volts are not sufficient for the practical surface analysis of next-generation organic/inorganic device materials characterization. Therefore, minimization of the surface matrix effects caused by the ion beam sputtering is one of the key factors in surface analysis. In this work, the electronic structure of a $Ta_2O_5$ thin film on $SiO_2/Si$ (100) after Ar Gas Cluster Ion Beam (GCIB) sputtering was investigated using X-ray photoemission spectroscopy and compared with those obtained via mono-atomic Ar ion beam sputtering. The Ar ion sputtering had a great deal of influence on the electronic structure of the oxide thin film. Ar GCIB sputtering without sample rotation also affected the electronic structure of the oxide thin film. However, Ar GCIB sputtering during sample rotation did not exhibit any significant transition of the electronic structure of the $Ta_2O_5$ thin films. Our results showed that Ar GCIB can be useful for potential applications of oxide materials with sample rotation.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1999년도 하계학술대회 논문집 D
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• pp.1830-1832
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• 1999

고에너지 이온주입(1)에 기인한 격자 손상 발생 및 열처리에 따라 이들의 회복이 어느정도 가능한지에 대하여 측정 및 분석방법을 통하여 조사하였다. 그리고 본 실험에서는 이온주입시 형성되는 빈자리 결함(Vacancy defect)과 격자간 결함(interstitial defect)의 재결할(recombination)을 이용 점결합(point defect)를 감소 시킬 수 있는 effective RTA조건을 설정하여 well 특성을 개선하고자 하였다. 8inch p-type Si(100)기판에 pad oxide 100A을 형성한 후 NMOS 형성하기 위해 vtn${\sim}$p-well과 PMOS 형성을 위해 vtp$\sim$n-well을 이온주입 하였다. Mev damage anneal은 RTA(2)(Rapid Thermal Anneal)로 $1000\sim1150C$ 온도에서 $15\sim60$초간 spilt 하여 실험후 suprem-4 simulation data를 이용하여 실제 SIMS측정 분석결과를 비교하였으며 이온주입에 의해 발생된 격자손상이 열처리후 damage 정도를 알아보기 위해 T.W(Therma-Wave)을 이용하였으며 열처리후 면저항값은 4-point probe를 사용하였다. 이온주입후 열처리 전,후에 따른 불순물 분포를 SIMS(Secondary ion Mass Spectrometry)를 이용하여 살펴보았다. SIMS 결과로는 열처리 온도 및 시간의 증가에 따라서 dopant확산 및 활성화는 큰차이는 보이지 않고 오히려 감소하는 경향을 볼 수 있으며 또한 접합깊이와 농도가 약간 낮아지는 것을 볼 수 있었다. 결점(defect)을 감소시키기 위해서 diffusivity가 빠른 임계온도영역($1150^{\circ}C$-60sec)에서 RTA를 실시하여 dopant확산을 억제하고 점결점(point defect)의 재결합(recombination)을 이용하여 전위 (dislocation)밀도를 감소시켜 이온주입 Damage 및 면저항을 감소 시켰다. 이와 같은 특성을 process simulation(3)(silvaco)을 통하여 비교검토 하였다.

• 한국진공학회지
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• 제2권2호
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• pp.181-187
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• 1993

Si 이방성 에칭 용액인 EPW(Ethylenediamine, Pyrocatechol, Water) 용액내에서 potentiostat를 이용한 cyclic polarization 방법으로 양극 산화막의 연구를 수행하였다. p-Si 및 n-Si에서 양극 산화막의 breakdown potential은 동일한 값을 보였으며, $p^+$-Si의 경우에는 양극 산화막의 breakdown이 일어나지 않았다. 산화막의 XPS 분석결과 n-Si과 p-Si의 경우 Si 2p photopeak의 chemical shift는 각각 ${\Delta}$3.62eV, ${\Delta}$3.55eV였으며, $p^+$-Si의 경우에는 ${\Delta}$4.25eV였다. 따라서 $p^+$-Si의 양극 산화막이 light doping의 경우와 비교하여 커다란 에칭 저항성을 보이는 것은 산화막의 화학적 조성차이에 기인하는 것이라 생각된다. $p^+$-Si이 에칭 용액내에서 anodic bias 상태에 농이게 되면 boron이 표면으로 diffuse-out되는 것을 SIMS 분석을 통해 알 수 있었는데, 그 원인은 아직 분명하지는 않지만, 이것은 실제 etch-stop이 일어나는 임계 boron 농도가 일반적으로 알려진 값보다 훨씬 높을 것이라는 것을 시사한다.

• 한국재료학회지
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• 제8권3호
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• pp.268-273
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• 1998

Zircaloy-4 합금판재에 230-250ppm의 수소를 장입시키고 $400^{\circ}C$에서 72시간동안 균질하게 수소화물을 형성시킨후 $350^{\circ}C$의 static autoclave를 이용하여 여러 가지 농도의 LiOH 부식용액조건에서 부식시험을 수행하였다. 부식평가는 시간에 따른 무게증가의 변화로서 측정하였고, 시편의 미세구조는 광학현미경과 주사전자현미경을 사용하여 관찰하였다. 부식시험 후 형성된 산화막에서의 H와 Li의 분포를 확인하기 위해 secondary ion mass spectrometry(SIMS)를 이용해 각 원소의 분포를 두께방향에서 측정하였다. 여러 가지 농도의 LiOH 수용액조건에서 Li+ 이온의 용액농도가 30ppm 이상으로 증가하면 합금의 부식은 급격히 가속화되었다. 이것은 $Li^{+}$가 산화막 내의 $Zr^{4+}$ 자리를 치환함에 따라 산소공공이 증가로 산화반응이 증가되고, 이로 인해 형성되는 수소화물의 양이 증가하기 때문이다. LiOH용액조건에서 부식시험 전에 시편 내에 수소를 장입시켜 수소화물을 형성시키면 수소를 장입하지 않은 시편보다 부식이 더 빨리 가속되지만, 시험기간이 길어지면 오히려 수소를 미리 장입시키지 않은 시편의 부식속도가 더 빨라진다. 이것은 부식시험 전에 수소를 시편에 미리 장입을 시키면 이때 형성된 수소화물에 의해 초기에 부식이 빨리 가속되지만 이미 고용도 이상의 수소가 금속 내부에 존재하므로 부식과정 중에 생기는 수소가 금속의 내부로 확산되어 들어오는 것이 억제되어 부식속도가 둔화되는 것으로 생각된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.429-429
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• 2012

To investigate the gettering effect of B-doped n-type monocrystalline silicon wafer, we made the p-n junction by diffusing boron into n-type monocrystalline Si substrate and then oxidized the boron doped n-type monocrystalline silicon wafer by in-situ wet and dry oxidation. After oxidation, the minority carrier lifetime was measured by using microwave photoconductance and the sheet resistance by 4-point probe, respectively. The junction depth was analyzed by Secondary Ion Mass Spectrometry (SIMS). Boron diffusion reduced the metal impurities in the bulk of silicon wafer and increased the minority carrier lifetime. In the case of wet oxidation, the sheet resistance value of ${\sim}46{\Omega}/{\Box}$ was obtained at $900^{\circ}C$, depostion time 50 min, and drive-in time 10 min. Uniformity was ~7% at $925^{\circ}C$, deposition time 30 min, and drive-in time 10 min. Finally, the minority carrier lifetime was shown to be increased from $3.3{\mu}s$ for bare wafer to $21.6{\mu}s$ for $900^{\circ}C$, deposition 40 min, and drive-in 10 min condition. In the case of dry oxidation, for the condition of 50 min deposition, 10 min drive-in, and O2 flow of 2000 SCCM, the minority carrier lifetime of 16.3us, the sheet resistance of ${\sim}48{\Omega}/{\Box}$, and uniformity of 2% were measured.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.250.2-250.2
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• 2015

결정질 태양전지의 변환효율은 이미 이론적 한계에 가까워져, 최근 산업에서는 이 대신 제조공정 단가를 낮추려는 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 태양전지 도핑공정에 대기압 DBD 플라즈마를 응용하여 저렴하게 태양전지를 제작할 수 있는 방법을 모색한다. 대기압 DBD 플라즈마를 발생시키기 위해 DC-AC 인버터 구조의 전원을 사용하여 수십 kHz의 주파수, 수 kV의 전압을 인가하여 $5cm{\times}1cm$ 직사각형 모양의 아노다이징된 알루미늄 전극을 사용하였다. 전극과 Ground 사이에 Argon 가스를 주입하여 플라즈마를 발생시켰으며, 출력전류는 수십 mA의 전류가 측정되었다. $3cm{\times}3cm$의 P-type wafer에 스핀코팅 방식으로 H3PO4를 도포한 후, Wafer 표면에 플라즈마를 조사하여 대기압 DBD 플라즈마를 이용한 태양전지 도핑 가능성을 확인하였다. 플라즈마 출력 전류와 플라즈마 조사시간을 변수로 도핑된 Wafer의 특성을 확인하였다. 도핑 프로파일은 SIMS (Secondary Ion Mass Spectrometry)를 통해 측정하였으며, 전기적인 특성은 4 point probe로 면저항을 측정하였다. 대기압 DBD 플라즈마를 이용해 도핑된 wafer에 전극을 형성하여, 같은 도펀트를 사용하여 Furnace로 열 확산법을 이용해 도핑 공정을 진행한 wafer와 변환효율(Conversion efficiency)을 측정하여, 대기압 플라즈마를 이용한 도핑 가능성을 확인하였다.

• 한국재료학회지
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• 제6권5호
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• pp.483-488
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• 1996

InP 기판위에 InP와 격자정합된 undoped-InGaAs에서 zine의 확산 특성을 Electrochemical Capacitance-Voltage 법(polaron)과 Secondary Ion Mass Spectrometry(SIMS)로 조사하였다. Metallorganic Chemical Vapor Deposition (MOCVD)를 이용하여 undoped-InGaAs 층을 성장시켰으며 확산방법으로는 Zn3P2 확산원 박막과 Rapid Thermal Annealing (RTA)를 이용하였다. 450-55$0^{\circ}C$온도범위에서 30-300초 동안 확산을 수행한 결과 zinc의 확산계수는 D=Doexp(-$\Delta$E/kT)의 특성을 만족하였으며, Do와 $\Delta$E는 각각 1.3x105$\textrm{cm}^2$/sec와 2.3eV였다. 얻어진 확산계수는 다른 확산방법을 이용한 값들에 비해 매우 큰 값인데, 이것은 RTA 처리시 빠른 온도 증가에 의한 확산원 박막, 보호막, 그리고 InGaAs 에피층이 가지는 열팽창계수의 차이로인한 응력의 효과에 의한 것으로 생각되며, 이를 sealed-ampoule 법을 사용한 경우의 확산특성과 비교를 통하여 확인할 수 있었다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2010년도 하계학술대회 논문집
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• pp.205-205
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• 2010

Recently, low temperature co-fired ceramic (LTCC) technology is widely used in sensors, actuators and microsystem fields because of its very good electrical and mechanical properties, high stability as well as possibility of making 3D micro structures. In this study, we investigated the effects of on $O_2$ annealing treatment on the electrical properties of Pb(ZrTi)$O_3$ (PZT) thin films deposited on LTCC substrate. The LTCC substrates with thickness of $400\;{\mu}m$ were fabricated by laminating 4 green tapes which consist of alumina and glass particle in an organic binder. The PZT thin films were deposited on Au / LTCC substrates by RF magnetron sputtering method. The change of the crystallization of the films were investigated under various atmosphere. The structural variation of the films were analyzed by using X-Ray diffraction (XRD) and field emission scanning electron microscopy (FESEM) and secondary ion mass spectrometry (SIMS).

• 한국입자에어로졸학회지
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• 제4권2호
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• pp.51-67
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• 2008

In this study, we devoted to kinetic measurement of the catalytic oxidation of iron-containing flame soot particles and better understanding the role of catalytic particles on carbon oxidation in particular at low temperature, targeting on autothermal regeneration of diesel particulate filter by diesel exhaust gas. Carbon-based Fe-containing particles generated by spraying ferrocene-doped diesel fuel in an oxy-hydrogen flame are tested and compared with a commercial carbon black powder for thermogravimetric analysis (TGA), secondary ion mass spectrometry (SIMS), Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), Induced coupled plasma-Atomic emission spectroscopy (ICP-AES), and High-resolution transmission electron microscopy (HR-TEM). As a result, we found that a small amount of the ferrocene addition led to significant reductions in a on-set temperature and an activation energy of the carbon oxidation as well. An oxygenated surface complex forming at the particle surface could be thought as active species that would be readily consumed in particular at low temperature.