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Application and Development of Focused Ion Beams
강승언(Seung Oun Kang) 한국진공학회(ASCT) 1993 Applied Science and Convergence Technology Vol.2 No.3
집속 이온빔 기술은 고해상도의 이온빔 리토그라피, 마스크가 필요없는 이온주입, 그리고 Ion beam induced deposition 등 반도체 소자의 미세가공에 널리 이용되어 왔다. 좋은 안정도와 높은 전류밀도, 적은 에너지 퍼점 그리고 낮은 에미턴스와 높은 선명도를 갖는 집속 이온빔 장비를 위한 액체 갈륨 이온원이 한국에서 개발 시험되었다. 이온빔의 전압이 15㎸, 렌즈전압이 7㎸ 그리고 렌즈상단에 위치한 aperture의 직경이 0.2㎜일 때, 0.1㎛의 빔 직경으로 접속되는 정전 einzel 렌즈가 설계 조립되었고, FIB 진공 chamber는 렌즈부와의 차 등 진공시스템으로 구성되어 설계 제작되었다. FIB 장비가 조만간 한국에서 이온빔 밀링, ion beam induced deposition 그리고 잘못된 부분의 수정 등 반도체 제작공정에서의 응용에 큰 기여를 할 것이라 기대된다. Focused ion beam (FIB) technologies have been widely used in microfabrication of semiconductor devices: high resolution ion beam lithography, maskless ion implantation, micro-machining, and ion beam induced deposition. A liquid gallium ion source for the use of in FIB has been developed and tested in Korea, showing good stability, high current density, small energy spread, and low emittance or high brightness. A electrostatic einzel lens is designed and constructed to have a beam diameter of 0.1 ㎛ after passing through the lens column under a beam voltage of 15 ㎸, lens voltage of 7 ㎸ and 0.2㎜ diameter of beam defining aperture placed in front of the lens. The FIB chamber has been also designed and constructed with a differential vacuum system from the lens column. It is expected that the FIB machine will have great contribution to the applications of ion beam milling, ion beam induced deposition, and failure analysis in semiconductor industry in Korea in the near future.
갈륨액체금속 이온원과 인듐액체금속 이온원의 빔 특성에 대한 연구
현정우(Jeong Woo Hyun),임연찬(Youn Chan Yim),정강원(Kang Won Jung),정원희(Won Hee Jung),박철우(Cheol Woo Park),이종항(Jong Hang Lee),강승언(Seung Oun Kang) 한국생산제조학회 2005 한국생산제조시스템학회 학술발표대회 논문집 Vol.2005 No.5
본 연구에서는 인듐 액체금속이온원을 제작하여 빔 특성에 대해 연구를 하였으며, 기존에 연구를 하였던 갈륨 액체금속이온원의 빔특성과 비교 분석 하였다. 빔특성 분석을 위해 빔 안정도, 전류-전압 특성곡선, 에너지 퍼짐을 측정하였다. 액체금속이온원에 사용되는 액체금속 저장소 및 바늘전극(tip)은 500㎛의 직경을 갖는 텅스턴을 사용하였으며, 국내에서 제작된 제품을 사용하였다. 액체금속 저장소의 구조는 이전에 구상하여 연구가 이루어진 6개의 pre-etching된 텅스텐 와이어(wire)가 묶여진 형태를 사용하였다.
현정우,임연찬,김성수,오현주,박철우,이종항,최은하,서윤호,강승언,Hyun J. W.,Yim Youn Chan,Kim Seuong Soo,Oh Hyun Joo,Park Cheol Woo,Lee Jong Hang,Choi Eun Ha,Seo Yunho,Kang Seung Oun 한국진공학회 2004 Applied Science and Convergence Technology Vol.13 No.4
이전의 연구에서의 소스 형태는 전기화학적 방법으로 에칭된 텅스텐 선에 코일형태의 히터를 부착한 것으로 액체금속을 직접 가열하는 방법이었다. 이전의 모델에서는 액체금속을 가열하는 과정에서 코일형태의 히터에 대한 과다한 전력소모가 발생함으로써 본 연구에서는 코일형태의 히터를 대체할 수 있는 새로운 방법을 제시하고 그의 특성을 연구하였다. Pre-etching된 250$\mu\textrm{m}$의 텅스텐 선을 7mm 단위로 절단, 이를 갈륨저장소로 만든 형태이다. 가열방식은 직접방식으로 갈륨을 저장소에 적재(loading)하는 과정과 빔의 안정도가 이전의 방법보다 더욱 향상되었음을 본 연구의 결과를 통해 볼 수 있다. Previous studies on the liquid Gallium ion sources used an electro-chemically etched tungsten wire with a coil-type heater. Such a structure requires excessive power consumption in the course of heating the liquid metal. In this work, a new structure is proposed that replaces the coil-type heater. It uses a Gallium reservoir made of six pre-etched 250$\mu\textrm{m}$ tungsten wires that surround the needle electrode. Gallium trading at the reservoir is observed to be much more stable, resulting in an improved beam stability.
현정우(Jeong Woo Hyun),임연찬(Youn Chan Yim),김성수(Seong Soo Kim),박철우(Cheol Woo Park),이종향(Jong Hang Lee),강승언(Seung Oun Kang) 한국생산제조학회 2004 한국생산제조시스템학회 학술발표대회 논문집 Vol.2004 No.4
Previous studies on the liquid Gallium ion sources used an electro-chemically etched tungsten wire with a coil-type heater. Such a structure requires excessive power consumption in the course of heating the liquid metal. In this work. a new structure is proposed that replaces the coil-type heater. It uses a Gallium reservoir made of six pre-etched 250 ㎛ tungsten wires that surround the needle electrode. Gallium loading at the reservoir is observed to be much more stable. resulting in an improved beam stability.
최적 FIB렌즈구조 설계를 위한 Simulator 개발
송현욱(Song Hyun-Wok),박화식(Park Hwa-Sik),황호정(Hwang Ho-Jung),박선우(Park Woo),김철주(Kim Thul-Ju),조광섭(Cho Guang-Sup),김태환(Kim Tae-Whan),서윤호(Seo Yoon-Ho),강승언(Kang Seung-Oun) 한국진공학회(ASCT) 1992 Applied Science and Convergence Technology Vol.1 No.2
경계요소법을 이용하여 Finely-focused ion beam 시스템을 위한 전계형 렌즈용 시뮬레이터를 개발하였다. 경계요소법을 시뮬레이터에 적용함으로써 기존의 유한요소법, 차분근사법에서는 피할 수 없었던 내부격자망 구성이 불필요하게 됨에 따라 계산속도를 현저히 줄일 뿐만 아니라 불규칙 경계에 대한 요소분할이 가능하게 되어 최적렌즈구조 설계의 새로운 요소인 전극구조의 모양을 자유롭게 시뮬레이션할 수 있게 되었다. 또한 개발된 시뮬레터를 이용하여 최적조건을 만족하는 구조를 제안한다. 이때 렌즈설계조건은 beam half-angle 3.0 mrad, working distance 50 ㎜, 빔에너지 퍼짐(beam energy spread) 10 eV, 가속에너지 35keV이다. We developed a simulator in which BEM (Boundary Element Method) is employed for the design of FIB lenses. It is possible to get a marked reduction of CPU time compared with other simulators which use FEM or FDM based on a large size of internal mesh, and it is also possible to discretize irregular boundary exactly. These advantages of BEM can make it possible to simulate a new shape of electrode which is an important factor in the design of optimal lenses structure. Thereby, we proposed a new lenses structure satisfies the optimal condition. The lense design conditions are 3.0 mrad of beam half-angle, 50 ㎜ of working distance, 10eV of beam energy spread and 35keV of accelerating energy.
김영삼(Young Sam Kim),김영권(Young Guon Kim),오현주(Hyun Ju Oh),조대근(Dai Geun Joh),길도현(Doh Hyun Gill),김대일(Dae Il Kim),강준길(June Gill Kang),강승언(Seung Oun Kang),최은하(Eun Ha Choi),조광섭(Guangsup Cho) 한국진공학회(ASCT) 1999 Applied Science and Convergence Technology Vol.8 No.4(1)
표면전도 전자방출 표시장치의 표시면으로 흐르는 표시전류의 근원은 음극 표면에서 방출된 전자의 관성력에 의한 것임을 전자 운동 궤적의 계산을 통하여 확인하였다. 마이크로 이하의 전극 간격을 갖는 공면 전극구조에서 음극의 가장자리 면에서 전자의 터널링에 의하여 방출된 대부분의 전자는 동일면상의 양극 쪽으로 면전류가 흐르며, 약 10^(-3)의 비율로 표시면의 양극 쪽으로 표시전류가 흐른다. 이때의 표시전류는 표면의 양쪽 가장자리면 사이의 전기장의 굴곡에 의한 원심력에 의하여 표시면으로 방출되는 전자이다. It is confirmed that the cause of anode current in SEDs (surface conduction electron emission displays) is the inertial force of electron emitted from the cathode surface in the calculation of electron trajectory. In the fissure of sub-micron, most of electrons emitted from the area of the cathode edge flow into the coplanar anode, while some electrons are emitted into the display surface by the current ratio of 10^(-3). The later electrons are forced to fly into the display surface by the centrifugal force due to the curved electric field between top side surfaces near the fissure.
Amorphous 반도체 Ge₄₃-Se의 유전특성에 관한 연구
李善燁,姜泰遠,康勝彦 光云大學校 1978 論文集 Vol.7 No.-
The real parts of the dielectric constant of Amorphous Semiconductor Ge₄₃-Se?? have measured in the temperature range 230-300˚K and in the frequency range 10²-10?? Hz Temperature and frequency dependence of the dielectric constant was studied relative with the polarizability of the amorphous structure of Ge₄₃-Se??. According to the temperature increasing, the temperature dependence of the dielectric constant increased but the frequency dependence decreased.
강승언 光云大學校 1986 論文集 Vol.15 No.-
Needle type LMIS is constructed and it's characteristics are investigated by field evaporation mechanism in this study. The shape of W ion tip is optimized with blunt at 2 VAC during 30(sec)after electrochemical etching in KOH(640g)+CuSO₄+H₂O(1 liter)solution. Pure Ga and In are loaded in ion tip of which cone half angle is 40。 and redius of 5㎛∼10㎛. Characteristics of Ga and In ions are very similar each other except the phenomena due to mass and melting point. Total ion current and angular intensity are increased with raising extraction voltage. The energy spread is followed by the relation ??(b is 0.64 or 0.40), that is, the △E is increased up to 5∼20 eV with increasing ion current.