The Effects of Defect Sites on the Dissociation of NO on Pt(111) Surface

부진효(J. H. Boo),강용철(Y. C. Kang),송명철(M. C. Song),박종윤(C. Y. Park),곽현태(H. T. Kwak),이순보(S. B. Lee) 한국진공학회(ASCT) 1993 Applied Science and Convergence Technology Vol.2 No.4

열탈착 분광법과 Auger 전자분광법을 이용하여 Ar-이온에 스퍼터링된 Pt(111) 표면에 NO의 흡착이 연구되었다. Pt(111) 표면에 Ar-이온에 의해서 생성된 결함자리들은 NO의 해리를 촉진시켰으며 이러한 해리는 결함자리에 흡착되는 NO(β-상태)의 선구상태를 거쳐서 일어났다. 그리고 이들 상태에 흡착된 NO는 이전에 보고된 굽힘진동을 하는 화학종이라고 규정하였다. NO의 낮은 덮힘율에서는 흡착되는 NO의 대부분이 해리되며, 덮힘율이 증가함에 따라 해리되는 분율은 약 80%로 일정하였다. Adsorption of nitric oxide on the Pt(Ⅲ) surface sputtered by Ar-ion has been studied using thermal desorption spectroscopy and Auger electron spectroscopy. Ar-ion sputtering creates defect sites on the Pt(111) surface to promote dissociation of NO. Dissociation of NO occurs through a precursor state of NO (β state) adsorbed at defect sites. The precursor state is characterized by the terminal bent species. At low coverage most of adsorbed NO dissociates. And as increasing the coverage, the fraction of dissociation remains about 80%.

Interaction of oxygen with the ordered Ni₃Al(111) alloy surface: adsorption and oxide islands formation at 800 K and 1000 K

강병창,부진효,Kang, B.C.,Boo, J.H. The Korean Vacuum Society 2007 Applied Science and Convergence Technology Vol.16 No.5

800 K와 1000 K에서 ordered $Ni_3Al(111)$ 합금표면과 산소기체와의 상호작용을 LEED, STM, HRBBLS, UPS, 그리고 PAX를 이용 고찰하였다. 산소가 없는 깨끗한 $Ni_3Al(111)$ 표면에 대한 LEED 측정결과 어떤 "$2{\times}2$" 패턴이 관측되었는데, 이는 규칙적인 벌크와 같은 terminated 표면구조를 가짐을 의미한다. 그러나 800 K로 유지된 같은 표면에 산소를 흡착시킨 후 LEED를 관찰하면 ($1{\times}1$) substrate spots 외에 산소에 의해 유발된 lattice spacing이 $2.93\;{\AA}$인 어떤 회전되지 않은 superstructure가 얻어졌다. 이를 자세히 규명하기 위해 HREELS와 UPS를 측정한 결과 threefold aluminum 자리에 산소들이 화학흡착됨을 알 수 있었고, 아울러 PAX 측정결과 흡착된 overlayer들이 어떤 oxide island 형태로 성장됨을 보여주었다. 그러나 실질적으로 $Ni_3Al(111)$ 표면에서는 그러한 자리들이 유효하지 않기 때문에 우리들은 oxide island 생성은 $Ni_3Al(111)$ 표면에 있는 aluminum overlayer들을 덮음으로써 성장되고 있다고 결론을 내렸다. 한편, 1000 K로 유지된 $Ni_3Al(111)$ 표면에 산소를 노출하면 ${\gamma}'-Al_2O_3$ 구조가 성장됨을 HREELS와 STM 측정결과로부터 알 수 있었다. 그리고 HREELS 측정결과, 800 K에서 산화는 매우 특이한 양상을 띄며 일어나고 있으나 정확하게 $Al_2O_3$ overlayer가 형성되는 경우와는 일치하지 않음을 알 수 있었고, 1000 K에서 산소노출 후 얻은 STM 영상 역시 oxide island 들이 형성에 기인된 어떤 "Strawberry" 구조를 보여주었으나 정확하게 $Al_2O_3$ overlayer가 형성되었는지는 규명할 수 없었다. 결론적으로, 800 K와 1000 K에서 $Ni_3Al(111)$ 합금표면위의 산소 상호작용결과 어떤 aluminum oxide overlayer의 island들이 성장됨을 확인할 수 있었다. The interaction of oxygen with the ordered $Ni_3Al(111)$ alloy surface at 800 K and 1000 K has been investigated using LEED, STM, HREELS, UPS, and PAX. The clean $Ni_3Al(111)$ surface exhibits a "$2{\times}2$" LEED pattern corresponding to the ordered bulk-like terminated surface structure. For an adsorption of oxygen at 800 K, LEED shows an unrelated oxygen induced superstructure with a lattice spacing of $2.93\;{\AA}$ in addition to the ($1{\times}1$) substrate spots. The combined HREELS and the UPS data point to an oxygen chemisorption on threefold aluminum sites while PAX confirms an islands growth of the overlayer. Since such sites are not available on the $Ni_3Al(111)$ surface, we conclude the buildup of an oxygen covered aluminum overlayer. During oxygen exposure at 1000 K, however, we observe the growth of ${\gamma}'-Al_2O_3$ structure on the reordered $Ni_3Al(111)$ substrate surface. This structure has been identified by means of HREELS and STM. The HREELS data will show that at 800 K the oxidation shows a very characteristic behavior that cannot be described by the formation of an $Al_2O_3$ overlayer. Moreover, the STM image shows a "Strawberry" structure due to the oxide islands formation at 1000 K. Conclusively, from the oxygen interaction with $Ni_3Al(111)$ alloy surface at 800 K and 1000 K an islands growth of the aluminum oxide overlayer has been found.

RF-PECVD 법으로 제조된 비정질 BON박막의 산화

김재운,부진효,이동복,Kim J. W.,Boo J.-H.,Lee D. B. 한국재료학회 2004 한국재료학회지 Vol.14 No.10

The BON thin films were grown on the Si substrate by the RF-PECVD method. When stored at the room temperature, the phase separation or transition of BON thin films occurred on the surface, due to the hydrophilic property of BON. The oxidation of BON thin films occurred mainly by the evaporation of B, O and N. The oxidized BON thin films consisted of an amorphous phase and a bit of the polycrystalline phase.

ICP Poly Etcher를 이용한 RF Power와 HBr Gas의 변화에 따른 Polysilicon의 건식식각

남상훈,현재성,부진효,Nam, S.H.,Hyun, J.S.,Boo, J.H. 한국진공학회 2006 Applied Science and Convergence Technology Vol.15 No.6

플래시 메모리 반도체의 고집적화와 고밀도화가 진행함에 따라 플래시 메모리의 트랜지스터 안 선폭을 중심으로 게이트 패턴의 미세화가 진행 중이다. 최근 100 nm 이하의 선폭을 구현하기 위해서 ONO(oxide-nitride-oxide)를 사용하기 위한 연구가 개발 중이고, 이러한 100 nm이하의 미세 선폭으로 갈수록 식각 속도와 식각의 프로파일은 중요한 요인으로 작용하고 있다. ICP 식각 장비를 이용하여, power를 50 W 증가 하였을 때, 각각 식각 속도와 포토레지스트와의 선택비를 확인 한 결과 platen power를 100 W로 올렸을 경우 가장 좋은 결과를 나타내었다. 100 W에서 HBr가스의 유량에 변화를 주었을 경우 가스의 양을 증가 할수록 식각 속도는 감소하였지만, 포토레지스트와의 선택비는 증가함을 보였다. 유도결합 플라즈마 식각 장비를 가지고 platen power를 100 W, HBr gas를 35 sccm 공급하여 하부 층에 노치가 형성이 안되고, 식각 속도 320 nm/min, 감광액과의 선택비 3.5:1, 측면식각 프로파일이 수직인 공정 조건을 찾았다. Scale down of semiconductor gate pattern will make progress centrally line width into transistor according to the high integration and high density of flash memory semiconductor. Recently, the many researchers are in the process of developing research for using the ONO(oxide-nitride-oxide) technology for the gate pattern give body to line breadth of less 100 nm. Therefore, etch rate and etch profile of the line width detail of less 100 nm affect important factor in a semiconductor process. In case of increasing of the platen power up to 50 W at the ICP etcher, etch rate and PR selectivity showed good result when the platen power of ICP etcher has 100 W. Also, in case of changing of HBr gas flux at the platen power of 100 W, etch rate was decreasing and PR selectivity is increasing. We founded terms that have etch rate 320 nm/min, PR selectivity 3.5:1 and etch slope have vertical in the case of giving the platen power 100 W and HBr gas 35 sccm at the ICP etcher. Also notch was not formed.

플라즈마 폴리머의 물리적, 전기적 특성에서 다이아몬드상 탄소 패시베시션이 미치는 영향

박용섭,조상진,부진효,Park, Y.S.,Cho, S.J.,Boo, J.H. 한국진공학회 2012 Applied Science and Convergence Technology Vol.21 No.4

플라즈마화학기상증착 장치를 이용하여 플라즈마 폴리머와 다이아몬드상 탄소(diamond-like carbon, DLC) 박막을 합성하였다. 플라즈마 폴리머 박막 위에 패시베이션 층으로 DLC 박막을 두께에 따라 합성하였고, DLC/플라즈마 폴리머 박막의 구조적, 물리적, 전기적 특성들을 고찰하였다. 기존 플라즈마 폴리머는 누설 전류 특성이 좋고 낮은 유전상수 값을 가지고 있다. 그러나 실제 반도체 공정에 적용되기 위해서는 물리적 특성도 만족되어야 하기 때문에 플라즈마 폴리머 박막 위에 DLC 패시베이션을 적용하여 플라즈마 폴리머의 물리적, 전기적 특성들을 향상시키고자 하였다. DLC 박막의 두께가 증가함에 따라 플라즈마 폴리머의 경도와 탄성계수 값은 증가하였고, root-mean-square 표면거칠기 값은 감소하고 접촉각은 증가하였다. DLC 패시베이션 되어진 플라즈마 폴리머의 경우 패시베이션이 없는 폴리머보다 유전상수 값이 증가하였지만 전기적 누설전류 특성은 향상되었다. In this study, we have fabricated the polymer insulator and diamond-like carbon (DLC) thin films by using plasma enhanced chemical vapor deposition methods. we fabricated the DLC films with various thicknesses as the passivation layer on plasma polymer and investigated the structural, physical, and electrical properties of DLC/plasma polymer films. The plasma polymer synthesized in this work had the low leakage current and low dielectric constant. The values of hardness and elastic modulus in DLC/plasma polymer films are increased, and the value of rms surface roughness is decreased, and contact angle value is increased with increasing DLC film thickness. In the electrical properties of DLC/plasma polymer, the value of the dielectric constant is increased, however the leakage current property of the DLC/plasma polymer is improved than that of plasma polymer film with increasing DLC film thickness.

대기압 플라즈마를 이용한 TiO₂ 광촉매의 효율향상을 위한 표면 개질 연구

조상진(S.-J. Cho),정충경(C.-K. Jung),김성수(S. -S. Kim),부진효(J.-H. Boo) 한국진공학회(ASCT) 2010 Applied Science and Convergence Technology Vol.19 No.1

TiO₂의 표면의 친수성을 증가시키기 위하여 dielectric barrier discharge (DBD)에 의해 발생된 대기압 플라즈마 (atmospheric pressure plasma: APP)를 이용 RF power 50∼200 W 범위에서 Ar과 O₂ 가스를 사용 대기압 플라즈마로 광촉매 표면을 개질하였다. Ar 가스 단독으로 처리한 시료의 접촉각은 20도에서 10도로 감소하였으며, O₂ 가스를 반응성 가스로 하여 처리한 경우에는 접촉각이 20도에서 1도 미만으로 감소하였다. 동일한 RF power에서 O₂ 플라즈마 처리 시 더 낮은 접촉각을 확인하였는데, 이는 TiO₂ 표면과 산소원자의 결합으로 인하여 표면의 polar force의 증가에 의한 것으로 판단되어 대기압 플라즈마로 처리된 시료의 X-ray photoelectron spectroscopy (XPS)의 스펙트럼 분석결과 OH 작용기의 증가로 표면의 친수성이 증가됨을 확인하였다. 대기압 플라즈마로 처리된 시료와 처리하지 않은 시료의 접촉각은 모두 시간이 지남에 따라 증가하지만 플라즈마 처리 된 시료의 접촉각 증가는 플라즈마 처리하지 않은 시료의 접촉각 보다 작은 것을 확인하였다. 또한, 페놀 분해실험을 통하여 플라즈마 표면처리를 통하여 TiO₂ 광촉매의 분해 효율이 크게 향상되는 것을 확인하였다. To improve surface wettability, each sample was treated by atmospheric pressure plasma (APP) using dielectric barrier discharge (DBD) system. Argon and oxygen gases were used for treatment gas to modify the TiO₂ surface by APP with RF power range from 50 to 200 W. Water contact angle was decreased from 20° to 10° with argon only. However, water contact angle was decreased from 20° to <1° with mixture of argon and oxygen. Water contact angle with O₂ plasma was lower than water contact angle with Ar plasma at the same RF power. It seems to be increasing the polar force of TiO₂ surface. Also, analysis result of X-ray photoelectron spectra (XPS) shows the increase of intensity of O1s shoulder peak, resulting in increasing of surface wettability by APP. Moreover, each water contact angle increased according to increase past time. However, contact angle increase with plasma treatment was lower than without plasma treatment. Additionally, the efficiency of TiO₂ photocatalyst was improved by plasma surface-treatment through the degradation experiment of phenol.

PLASMA POLYMERIZED THIN FILMS GROWN BY PECVD METHOD AND COMPARISON OF THEIR ELECTROCHEMICAL PROPERTIES

I.-S. Bae,S.-H. Cho(조세희),Z. T. Park(박진택),J. G. Kim(김정구),B. Y. Hong(홍병유),J.-H. Boo(부진효) 한국표면공학회 2003 한국표면공학회 학술발표회 초록집 Vol.2003 No.-

Interaction of oxygen with the ordered Ni₃Al(111) alloy surface

B. C. Kang(강병창),J. H. Boo(부진효) 한국진공학회(ASCT) 2007 Applied Science and Convergence Technology Vol.16 No.5

800 K와1000 K에서 ordered Ni₃Al(111) 합금표면과 산소기체와의 상호작용을 LEED, STM, HREELS, UPS, 그리고 PAX를 이용 고찰하였다. 산소가 없는 깨끗한 Ni₃Al(111) 표면에 대한 LEED 측정결과 어떤 "2×2" 패턴 이 관측되었는데, 이는 규칙적인 벌크와 같은 terminated 표면구조를 가짐을 의미한다. 그러나 800 K로 유지된 같은 표면에 산소를 흡착시킨 후 LEED를 관찰하면 (1×1) substrate spots 외에 산소에 의해 유발된 lattice spacing이 2.93 Å인 어떤 회전되지 않은 superstructure가 얻어졌다. 이를 자세히 규명하기 위해 HREELS와 UPS를 측정한 결과 threefold aluminum 자리에 산소들이 화학흡착됨을 알 수 있었고, 아울러 PAX 측정결과 흡착된 overlayer들이 어떤 oxide island 형태로 성장됨을 보여주었다. 그러나 실질적으로 Ni₃Al(111) 표면에서는 그러한 자리들이 유효하지 않기 때문에 우리들은 oxide island 생성은 Ni₃Al(111) 표면에 있는 aluminum overlayer들을 덮음으로써 성장되고 있다고 결론을 내렸다. 한편, 1000 K로 유지된 Ni₃Al(111) 표면에 산소를 노출하면 γ'-Al₂O₃ 구조가 성장됨을 HREELS와 STM 측정결과로부터 알 수 있었다. 그리고 HREELS 측정결과, 800 K에서 산화는 매우 특이한 양상을 띄며 일어나고 있으나 정확하게 Al₂O₃ overlayer가 형성되는 경우와는 일치하지 않음을 알 수 있었고, 1000 K에서 산소노출 후 얻은 STM 영상 역시 oxide island 들이 형성에 기인된 어떤 "Strawberry" 구조를 보여주었으나 정확하게 Al₂O₃ overlayer가 형성되었는지는 규명할 수 없었다. 결론 적으로, 800 K와 1000 K에서 Ni₃Al(111) 합금표면위의 산소 상호작용결과 어떤 aluminum oxide overlayer의 island들이 성장됨을 확인할 수 있었다. The interaction of oxygen with the ordered Ni₃Al(111) alloy surface at 800 K and 1000 K has been investigated using LEED, STM, HREELS, UPS, and PAX. The clean Ni₃Al(111) surface exhibits a “2×2” LEED pattern corresponding to the ordered bulk-like terminated surface structure. For an adsorption of oxygen at 800 K, LEEDshows an unrotated oxygen induced superstructure with a lattice spacing of 2.93Å in addition to the (1×1) substrate spots. The combined HREELS and the UPS data point to an oxygen chemisorption on threefold aluminum sites while PAX confirms an islands growth of the overlayer. Since such sites are not available on the Ni₃Al(111) surface, we conclude the buildup of an oxygen covered aluminum overlayer. During oxygen exposure at 1000 K, however, we observe the growth of γ'-Al₂O₃ structure on the reordered Ni₃Al(111) substrate surface. This structure has been identified by means of HREELS and STM. The HREELS data will show that at 800 K the oxidation shows a very characteristic behavior that cannot be described by the formation of an Al₂O₃ overlayer. Moreover, the STM image shows a “Strawberry” structure due to the oxide islands formation at 1000 K. Conclusively, from the oxygen interaction with Ni₃Al(111) alloy surface at 800 K and 1000 K an islands growth of the aluminum oxide overlayer has been found.

AES-LEED 장치의 설계 및 제작과 Ni / Pt(111)계에 관한 연구

이순보(S. B. Lee),부진효(J. H. Boo),이성용(S. Y. Lee),박종윤(C. Y. Park),곽현태(H. T. Kwak) 한국진공학회(ASCT) 1993 Applied Science and Convergence Technology Vol.2 No.2

본 연구에서는 표면 분석 장비에 필요한 초고진공 용기를 설계 제작하였으며, LEED optics를 이용한 AES와 LEED 제어 장비를 설계하여 제작하였다. 제작된 일련의 장비들을 이용하여 LEED optics의 전자에너지 분해능을 측정하고, Pt(111) 표면에 증착된 Ni의 성장양식을 단분자층과 단분자층의 형성모델을 가정하여 증착된 Ni의 두께를 Auger signal의 비로부터 구하였다. Ultra High Vacuum chamber for surface analysis and a series of AES-LEED controllers for LEED optics was designed and constructed. Electron energy resolution of LEED optics was tested. On the basis of the layer by layer mode, thickness of evaporated Ni on Pt(111) was calculated from the Auger signal ratio.

대기압 플라즈마를 이용한 TiO₂ 광촉매의 효율향상을 위한 표면 개질 연구

조상진,정충경,김성수,부진효,Cho, S.J.,Jung, C.K.,Kim, S.S.,Boo, J.H. 한국진공학회 2010 Applied Science and Convergence Technology Vol.19 No.1

$TiO_2$의 표면의 친수성을 증가시키기 위하여 dielectric barrier discharge (DBD)에 의해 발생된 대기압 플라즈마 (atmospheric pressure plasma: APP)를 이용 RF power 50~200 W 범위에서 Ar과 $O_2$ 가스를 사용 대기압 플라즈마로 광촉매 표면을 개질하였다. Ar 가스 단독으로 처리한 시료의 접촉각은 20도에서 10도로 감소하였으며, $O_2$ 가스를 반응성 가스로 하여 처리한 경우에는 접촉각이 20도에서 1도 미만으로 감소하였다. 동일한 RF power에서 $O_2$ 플라즈마 처리 시 더 낮은 접촉각을 확인하였는데, 이는 $TiO_2$ 표면과 산소원자의 결합으로 인하여 표면의 polar force의 증가에 의한 것으로 판단되어 대기압 플라즈마로 처리된 시료의 X-ray photoelectron spectroscopy (XPS)의 스펙트럼 분석결과 OH 작용기의 증가로 표면의 친수성이 증가됨을 확인하였다. 대기압 플라즈마로 처리된 시료와 처리하지 않은 시료의 접촉각은 모두 시간이 지남에 따라 증가하지만 플라즈마 처리 된 시료의 접촉각 증가는 플라즈마 처리하지 않은 시료의 접촉각 보다 작은 것을 확인하였다. 또한, 페놀 분해 실험을 통하여 플라즈마 표면처리를 통하여 $TiO_2$ 광촉매의 분해 효율이 크게 향상되는 것을 확인하였다. To improve surface wettability, each sample was treated by atmospheric pressure plasma (APP) using dielectric barrier discharge (DBD) system. Argon and oxygen gases were used for treatment gas to modify the $TiO_2$ surface by APP with RF power range from 50 to 200 W. Water contact angle was decreased from $20^{\circ}$ to $10^{\circ}$ with argon only. However, water contact angle was decreased from $20^{\circ}$ to < $1^{\circ}$ with mixture of argon and oxygen. Water contact angle with $O_2$ plasma was lower than water contact angle with Ar plasma at the same RF power. It seems to be increasing the polar force of $TiO_2$ surface. Also, analysis result of X-ray photoelectron spectra (XPS) shows the increase of intensity of O1s shoulder peak, resulting in increasing of surface wettability by APP. Moreover, each water contact angle increased according to increase past time. However, contact angle increase with plasma treatment was lower than without plasma treatment. Additionally, the efficiency of $TiO_2$ photocatalyst was improved by plasma surface-treatment through the degradation experiment of phenol.