KR100416715B1 - 펄스 플라즈마를 이용한 이온 주입 방법 및 그 시스템 - Google Patents
펄스 플라즈마를 이용한 이온 주입 방법 및 그 시스템 Download PDFInfo
- Publication number
- KR100416715B1 KR100416715B1 KR10-2001-0009862A KR20010009862A KR100416715B1 KR 100416715 B1 KR100416715 B1 KR 100416715B1 KR 20010009862 A KR20010009862 A KR 20010009862A KR 100416715 B1 KR100416715 B1 KR 100416715B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- plasma
- sample
- vacuum chamber
- gas
- pulse
- Prior art date
Links
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 title claims abstract description 40
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims abstract description 14
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims description 61
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 47
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 12
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 8
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 7
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N alpha-acetylene Natural products C#C HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims description 5
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims description 5
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 125000002534 ethynyl group Chemical group [H]C#C* 0.000 claims description 5
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 5
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 3
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 claims description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 abstract description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 5
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 5
- -1 nitrogen ions Chemical class 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000005255 carburizing Methods 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 2
- 238000005121 nitriding Methods 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N Titanium nitride Chemical compound [Ti]#N NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001423 beryllium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005660 hydrophilic surface Effects 0.000 description 1
- 230000005661 hydrophobic surface Effects 0.000 description 1
- 239000007943 implant Substances 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000002715 modification method Methods 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005211 surface analysis Methods 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
- H01J37/32412—Plasma immersion ion implantation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
- H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
- H01J37/32174—Circuits specially adapted for controlling the RF discharge
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/26—Bombardment with radiation
- H01L21/263—Bombardment with radiation with high-energy radiation
- H01L21/265—Bombardment with radiation with high-energy radiation producing ion implantation
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Plasma Technology (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
본 발명은 금속 소재나 부품의 표면을 개질하여 표면 강도 및 내마모성 등의 표면 특성을 향상시키기 위한 펄스 플라즈마를 이용한 이온 주입 방법 및 그 시스템에 관한 것이다.
본 발명은 진공조 내의 시료대 위에 시료를 위치시키는 단계; 진공조 내에 플라즈마화 할 가스를 공급하는 단계; 및 상기 가스에 RF 펄스를 방사하고, 상기 시료에 음의 직류 고전압을 인가하여 플라즈마 상태로 변화된 플라즈마 이온을 시료의 표면에 주입시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 펄스 플라즈마를 이용한 이온 주입 방법을 제공한다.
Description
본 발명은 펄스 플라즈마를 이용한 이온 주입 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 금속 소재나 부품의 표면을 개질하여 표면 강도 및 내마모성 등의 표면 특성을 향상시키기 위한 펄스 플라즈마를 이용한 이온 주입 방법 및 그 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 금속 소재나 부품의 내구성 등을 향상시키기 위하여 이용된 종래의 방법으로는 금속 소재의 표면에 질화티타늄 등의 고강도 박막을 코팅하는 방법, 이온질화, 이온 침탄 등을 들 수 있다.
그러나, 코팅의 경우, 코팅층과 모재와의 약한 접착력으로 인한 코팅층의 박리 현상이 문제가 되고 있으며, 이온질화나 이온 침탄 방법의 경우 높은 공정 온도로 인하여 부품이 열 변형되기 쉬운 단점이 있다.
또한, 높은 에너지로 이온빔을 가속하여 재료의 표면에 주입시키는 이온 주입 방법이 있는데, 이러한 이온빔을 이용한 이온 주입 방법은 종래의 표면 개질 방법에 비하여 여러 가지 장점을 갖고 있으나, 실용 부품인 3차원 입체 시료에의 균일한 이온 주입이 어렵고 이온 주입 장비의 가격이 매우 비싼 단점이 있다.
플라즈마와 고전압 펄스를 이용하는 플라즈마 이온 주입 기술(미국 특허 제4,764,394호, 대한민국 특허 제 137,704호, 대한민국 특허 제 217,538호)은 대면적의 3차원 입체 시료의 표면에 균일하게 이온을 주입하여 표면 개질을 이룰 수 있는 기술로 금속 시료의 표면 개질이나 반도체의 불순물 도핑에 매우 효과적이며 또한, 고분자 소재의 친수성 및 소수성 표면 개질에 매우 적합한 기술이다.
그러나, 이러한 플라즈마 이온 주입 기술을 이용하기 위하여 반드시 필요한 음의 고전압 펄스 발생 장치는 기술적으로 어려우며 또한 가격이 매우 비싼 단점이 있다.
따라서, 본 발명은 이러한 종래 기술의 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 그 목적은 시료에 인가되는 음(-) 전압으로 음의 직류 전압을 이용하고, 그 대신에 플라즈마를 펄스 형태로 발생시킴으로써 기술적으로 간소화된 펄스 플라즈마를 이용한 이온 주입 방법 및 그 시스템을 제공하는데 있다.
도 1은 종래의 플라즈마를 이용한 이온 주입 방법에 따른 플라즈마 및 인가 전압과의 관계를 나타낸 그래프.
도 2는 본 발명에 따른 펄스 플라즈마를 이용한 이온 주입 방법에 따른 플라즈마 및 전압과의 관계를 나타낸 그래프.
도 3은 본 발명에 따른 펄스 플라즈마를 이용한 이온 주입 방법을 설명하기 위한 이온 주입 장치의 구성을 나타낸 구성도.
도 4는 본 발명의 제 1실시예에서 질소를 이온 주입한 시료의 윗면과 옆면에서의 질소 이온의 깊이에 따른 오제이(Auger) 분포도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *
10 : 진공조 12 : 영구자석
14 : 시료대 16 : 시료
18 : 접지부 20 : 음 직류 고전압 공급부
22 : RF 펄스 발생부 24 : 매칭부
26 : RF 안테나 30 : 가스 공급 용기
32 : 가스 조절 장치 34 : 가스 밸브
40 : 진공 펌프 42 : 진공 밸브
50 : 플라즈마 측정부 52 : 플라즈마 프로브
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 진공조 내의 시료대 위에 시료를 위치시키는 단계; 진공조 내에 플라즈마화 할 가스를 공급하는 단계; 및 상기 가스에 RF 펄스를 방사하고, 상기 시료에 음의 직류 고전압을 인가하여 플라즈마 상태로 변화된 플라즈마 이온을 시료의 표면에 주입시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 펄스 플라즈마를 이용한 이온 주입 방법을 제공한다.
상기 진공조 내의 펄스 플라즈마는 금속 시료에의 이온주입이 가능한 펄스폭 10㎲ ∼ 500㎲, 펄스주파수 10Hz ∼10kHz이고, 상기 시료에 가하는 음(-)의 직류고전압은 -1kV ∼ -100kV이다.
상기 가스는 시료의 표면 강도 및 내구성 향상을 위하여 질소, 산소, 일산화탄소, 이산화탄소, 암모니아, 메탄, 아세틸렌, 벤젠 가스 및 이들의 혼합 가스 중 선택된 적어도 어느 하나이다.
그리고, 본 발명은 그 내부가 진공 상태를 유지하는 진공조와; 상기 진공조 내에 장착되어 RF 펄스를 방사하는 RF 안테나와; 상기 RF 안테나에 RF 펄스를 공급하는 RF 펄스 발생부와; 상기 진공조 내의 상기 RF 안테나에 대향하는 위치에 설치되어 시료가 장착되는 시료대와; 상기 시료대에 음의 직류 고전압을 공급해 주는 음 직류 고전압 공급부와 상기 진공조에 플라즈마화 할 가스를 공급해 주는 가스 공급 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 펄스 플라즈마를 이용한 이온 주입 시스템을 아울러 제공한다.
상기 RF 펄스 발생부와 상기 RF 안테나 사이에 연결되어 서로를 전기적으로 매칭시켜 주는 매칭부를 더 포함하고, 상기 진공조의 벽에 다수 부착되어 진공조의 자기장 환경을 균일하게 유지하여 3차원 시료의 표면에 플라즈마 이온이 균일한 분포로 접촉되도록 해 주는 다수의 자석을 더 포함하며, 상기 진공조에 장착되는 시료대는 진공조에 대하여 전기적으로 절연되어 장착된다.
그리고, 상기 RF 펄스 발생부에서 발생되는 RF 펄스는 펄스폭 10㎲ ∼ 500㎲, 펄스주파수 10Hz ∼ 10kHz이고, 음 직류 고전압 발생부에서 출력되는 전압은 -1kV ∼ -100kV이다.
상기 진공조 내의 플라즈마 밀도 및 분포를 측정하기 위한 플라즈마 프로브및 플라즈마 측정부를 더 포함하고, 상기 가스 공급 장치에 의하여 진공조 내에 공급되는 가스의 밀도를 조절하기 위한 가스 조절 장치를 더 포함한다.
상기 가스는 상기 시료대에 장착되는 시료의 재질 종류와 이온 주입 목적에 따라 질소, 산소, 일산화탄소, 이산화탄소, 암모니아, 메탄, 아세틸렌, 벤젠 가스 및 이들의 혼합 가스 중 선택된 적어도 어느 하나이며, 상기 플라즈마 프로브 및 플라즈마 측정부를 통하여 진공조 내의 플라즈마 밀도를 측정하여, 플라즈마 밀도를 적정 수준으로 유지하기 위하여 공급되는 가스의 양을 상기 가스 조절 장치를 통하여 제어하는 제어부를 더 포함한다.
상기한 바와 같이 본 발명에서는 고전압 펄스 발생장치를 사용하지 않고 펄스 플라즈마와 음(-)의 직류 고전압을 이용하여 금속 시료의 표면에 균일하게 이온 주입을 할 수 있으며, 그 결과 표면의 강도 및 내마모성을 효과적으로 향상시켜 준다.
(실시예)
이하에 상기한 본 발명을 바람직한 실시예가 도시된 첨부 도면을 참고하여 더욱 상세하게 설명한다.
첨부한 도면, 도 3은 본 발명에 따른 펄스 플라즈마를 이용한 이온 주입 방법을 설명하기 위한 이온 주입 장치의 구성을 나타낸 구성도, 도 4는 본 발명의 제 1실시예에서 질소를 이온 주입한 시료의 윗면과 옆면에서의 질소 이온의 깊이에 따른 오제이(Auger) 분포도이다.
본 발명에 의한 펄스 플라즈마를 이용한 이온 주입 방법의 원리는 다음과 같다. 즉, 금속으로 된 시료(16)에 음 직류 고전압 공급부(20)로부터 공급되는 음(-)의 직류 고전압이 가해지면 플라즈마로부터 이온이 추출되어 시료(16)를 향하여 가속이 되어 이온 주입이 이루어지는데, 플라즈마를 연속적으로 발생시킬 경우, 직류 고전압에 의한 플라즈마 쉬스(sheath)가 매우 크기 때문에 진공조의 효율적 이용이 어렵고 또한, 연속적으로 발생되는 플라즈마로부터 주입되는 이온의 양이 너무 많아 시료의 온도가 급격히 상승되는 문제가 있다.
이러한 문제점들을 해소하기 위해서는 플라즈마를 연속적으로 발생시키지 않고 펄스 형태로 발생시키는 펄스 플라즈마를 이용함으로써 가능하다.
다시 말하면, 도 1에 나타낸 바와 같은 종래의 연속 플라즈마를 이용한 이온 주입 방법에 따른 플라즈마 및 인가 전압과의 관계를 나타낸 그래프에서 보는 바와 같이, 종래에는 플라즈마를 연속적으로 발생시키고(도 1의 (A)), 시료에 가해지는 음의 직류 고전압을 펄스 형태로 인가하였으나(도 1의 (B)), 본 발명에 따르면 도 2에서 보는 바와 같이, 플라즈마를 펄스 형태로 발생시키고(도 2의 (A)), 시료(16)에 인가되는 음 고전압을 직류로 공급함으로써(도 2의 (B)), 상기와 같은 문제점을 해소한 것이다.
본 발명에 따른 펄스 플라즈마를 이용한 이온 주입 방법을 실현하기 위한 펄스 플라즈마를 이용한 이온 주입 시스템은 도 3에 나타낸 바와 같이, 진공조(10), 플라즈마 발생 장치 등으로 구성된다.
상기 진공조(10)는 진공 펌프(40) 및 진공 밸브(42)에 의하여 소정의 진공도를 유지하도록 이루어지며, 상기 진공조(10)는 접지부(18)를 통하여 반드시 접지처리되어야 한다.
상기 진공조(10)의 벽에는 다수의 영구 자석(12)이 장착되어 있는데, 이들은 상기 진공조(10)에 내에 존재하는 플라즈마가 상기 시료(16)의 3차원 면에 대하여 균일하게 분포될 수 있도록 자기장을 형성한다.
진공조(10) 내에 채워지는 가스는 가스 공급 용기(30)로부터 가스 조절 장치(32)에 의하여 공급되는 가스량이 조절되어 가스 밸브(34)를 통하여 공급되며, 상기 가스 조절 장치(32)에 의하여 공급되는 가스량이 제어된다.
상기 진공조(10)에 채워진 가스를 플라즈마 상태로 변화시키기 위한 RF 안테나(26)는 진공조(10) 내의 일측에 설치되며, 경우에 따라서는 수정유리(quartz)나 알루미나 등의 유전체를 경계로 하여 진공조(10) 외부에 설치될 수도 있다.
상기 RF 안테나(26)에 RF 펄스를 공급해 주는 RF펄스 발생부(22)는 시료에 대한 이온 주입이 가능하도록 하기 위하여 10㎲ ∼ 500㎲사이의 펄스 폭을 갖고, 10Hz ∼ 10kHz사이의 펄스 주파수를 갖는 RF 전력을 공급한다.
그리고, 상기 RF 펄스 발생부(22)와 RF 안테나(26)간에 전력 손실을 방지하기 위하여 둘간에 전기적으로 매칭 작용을 하는 매칭부(24)가 연결된다.
음 직류 고전압 공급부(20)에 의하여 공급되는 고전압은 시료(16)가 장착되는 시료대(14)에 인가되며, 이는 결과적으로 시료(16)에 인가되는 것이다. 그리고, 상기 진공조(10) 내에 설치되는 시료대(14)는 상기 진공조(10)에 대하여 전기적으로 완전 절연되어 있어야 한다.
그리고, 상기 음 직류 고전압 공급부(20)에 의하여 공급되는 전압은 -1kV ∼-100kV사이의 전압을 인가해야만 시료에 이온 주입이 가능하다.
여기서, 상기 음 직류 고전압 공급부(20)의 출력 전압 -1kV ∼ -100kV와 상기 RF 펄스 발생부(22)에서 출력되는 펄스의 펄스폭 10㎲ ∼ 500㎲, 펄스 주파수 10Hz ∼ 10kHz는 진공조(10) 내의 가스를 플라즈마 상태로 변환하여 시료에 이온 주입할 수 있는 기본적인 조건들이다.
본 발명에 의한 금속 부품의 표면 개질을 위하여 이용되는 플라즈마원 가스로는, 이에 한정되는 것은 아니지만, 질소, 산소, 일산화탄소, 이산화탄소, 암모니아, 메탄, 아세틸렌, 벤젠 가스 및 이들의 혼합가스를 이용할 수 있다.
또한, 진공조(10) 내의 플라즈마는 랑뮤어 타입의 플라즈마 프로브(52)를 이용하여 플라즈마 측정부(50)에 의하여 측정되며, 이를 통하여 측정된 플라즈마의 밀도 및 분포를 제어부(도면에 미 도시함)를 이용하여 분석하여, 진공조(10)에 투입되는 가스의 양을 상기 가스 조절 장치(32)를 이용하여 조절함으로써 적정 수준의 밀도 및 분포를 이루도록 한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 펄스 플라즈마를 이용한 이온 주입 방법 및 그 시스템을 이용하여 아래와 같이 구체적으로 실시한 후, 그 결과를 도 4에 나타내었다.
이온 주입 효과를 알아보기 위하여 직경 40mm의 시료대(14) 윗면과 측면에 실리콘웨이퍼 시료(16)를 장착하여 질소 이온 주입을 행하였다. 이 때의 진공조(10) 내의 압력은 0.6mTorr로 하였으며, 상기 RF 펄스 발생부(22)의 펄스 RF 전력 600W, 펄스폭 20㎲, 펄스주파수 2kHz를 인가하여 펄스 플라즈마를 발생시켰으며, 시료대(14)에 인가한 음(-) 직류 고전압은 -30kV로 하여 10분간 이온 주입하였다.
이온 주입된 시료(16)의 윗면과 옆면의 질소 이온 주입 정도를 알아보기 위하여 오제이(Auger) 표면 분석 장비를 이용하여 깊이 방향의 질소이온 분포를 측정하여 도 4에 나타내었다. 도 4에서 보는 바와 같이, 윗면이나 옆면 모두 거의 동일한 깊이 및 농도로 질소 이온 주입이 되었음을 알 수 있다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명은 플라즈마 생성원인 가스에 RF 펄스와 음의 직류 고전압을 인가하여 펄스 플라즈마를 생성함으로써, 시료에 가속 충돌시켜서 시료의 표면에 균일하게 이온 주입을 할 수 있으며, 그 결과 표면의 강도 및 내마모성을 효과적으로 향상시켜 준다.
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 예로 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
Claims (12)
- 진공조 내의 시료대 위에 시료를 위치시키는 단계;진공조 내에 플라즈마화 할 가스를 공급하는 단계; 및상기 가스에 RF 펄스를 방사하여 펄스 플라즈마를 생성시킴과 동시에 상기 시료에 음의 직류 고전압을 인가하는 단계; 및음의 직류 고전압이 인가된 시료의 표면에 펄스 플라즈마 이온을 주입시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 펄스 플라즈마를 이용한 이온 주입 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 가스에 방사되는 RF 펄스는 펄스폭 10㎲ ∼ 500㎲, 펄스주파수 10Hz ∼ 10kHz이고, 상기 시료에 인가되는 음의 직류 고전압은 -1kV ∼ -100kV인 것을 특징으로 하는 펄스 플라즈마를 이용한 이온 주입 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 가스는 시료의 표면 강도 및 내구성 향상을 위하여 질소, 산소, 일산화탄소, 이산화탄소, 암모니아, 메탄, 아세틸렌, 벤젠 가스 및 이들의 혼합 가스 중 선택된 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 펄스 플라즈마를 이용한 이온 주입 방법.
- 그 내부가 진공 상태를 유지하는 진공조와;상기 진공조 내에 장착되어 RF 펄스를 방사하는 RF 안테나와;상기 RF 안테나에 RF 펄스를 공급하는 RF 펄스 발생부와;상기 진공조 내의 상기 RF 안테나에 대향하는 위치에 전기적으로 절연되어 설치되어 시료가 장착되는 시료대와;상기 시료대에 음 직류 고전압을 공급해 주는 음 직류 고전압 공급부와;상기 진공조에 플라즈마화 할 가스를 공급해 주는 가스 공급 장치와;상기 가스 공급 장치에 의하여 진공조 내에 공급되는 가스의 밀도를 조절하기 위한 가스 조절 장치를 포함하여;상기 시료에 음의 직류 고전압을 인가한 후에 상기 RF 펄스 발생부 및 RF 안테나를 통하여 발생된 가스의 펄스 플라즈마를 이용하여 시료의 표면에 플라즈마 이온을 주입시키는 것을 특징으로 하는 펄스 플라즈마를 이용한 이온 주입 시스템.
- 삭제
- 제 4항에 있어서, 상기 진공조의 벽에 다수 부착되어 진공조의 자기장 환경을 균일하게 유지하여 3차원 시료의 표면에 플라즈마 이온이 균일한 분포로 접촉되도록 해 주는 다수의 자석을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 펄스 플라즈마를 이용한 이온 주입 시스템.
- 제 4항에 있어서, 상기 진공조에 장착되는 시료대는 진공조에 대하여 전기적으로 절연되어 장착되는 것을 특징으로 하는 펄스 플라즈마를 이용한 이온 주입 시스템.
- 제 4항에 있어서, 상기 진공조 내의 플라즈마 밀도 및 분포를 측정하기 위한 플라즈마 프로브 및 플라즈마 측정부와; 상기 플라즈마 프로브 및 플라즈마 측정부를 통하여 상기 진공조 내의 플라즈마 밀도를 측정하여, 플라즈마 밀도를 적정 수준으로 유지하기 위하여 공급되는 가스의 양을 상기 가스 조절 장치를 통하여 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 펄스 플라즈마를 이용한 이온 주입 시스템.
- 삭제
- 제 4항에 있어서, 상기 가스는 상기 시료대에 장착되는 시료의 재질 종류와 이온 주입 목적에 따라 질소, 산소, 일산화탄소, 이산화탄소, 암모니아, 메탄, 아세틸렌, 벤젠 가스 및 이들의 혼합 가스 중 선택된 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 펄스 플라즈마를 이용한 이온 주입 시스템.
- 제 4항에 있어서, 상기 RF 펄스 발생부에서 출력되는 펄스는 펄스폭 10㎲ ∼ 500㎲, 펄스주파수 10Hz ∼10kHz이고, 상기 음 직류 고전압 공급부의 출력 전압은 -1kV ∼ -100kV인 것을 특징으로 하는 펄스 플라즈마를 이용한 이온 주입 시스템.
- 삭제
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR10-2001-0009862A KR100416715B1 (ko) | 2001-02-27 | 2001-02-27 | 펄스 플라즈마를 이용한 이온 주입 방법 및 그 시스템 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR10-2001-0009862A KR100416715B1 (ko) | 2001-02-27 | 2001-02-27 | 펄스 플라즈마를 이용한 이온 주입 방법 및 그 시스템 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20020069608A KR20020069608A (ko) | 2002-09-05 |
| KR100416715B1 true KR100416715B1 (ko) | 2004-01-31 |
Family
ID=27695645
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR10-2001-0009862A KR100416715B1 (ko) | 2001-02-27 | 2001-02-27 | 펄스 플라즈마를 이용한 이온 주입 방법 및 그 시스템 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR100416715B1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101098794B1 (ko) | 2010-06-08 | 2011-12-26 | 에이피티씨 주식회사 | 플라즈마 도핑 장치 및 방법 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20140128157A (ko) * | 2013-04-26 | 2014-11-05 | 오씨아이 주식회사 | 플라즈마에 의한 단결정 성장 방법 |
| KR101632798B1 (ko) * | 2014-10-31 | 2016-06-23 | 오씨아이 주식회사 | 열플라즈마에 의한 단결정 성장 방법 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR920009271A (ko) * | 1990-10-10 | 1992-05-28 | 원다 케이. 덴슨-로우 | 플라즈마 소스 이온 주입 장치 및 방법 |
| KR920009272A (ko) * | 1990-10-10 | 1992-05-28 | 원다 케이. 덴슨-로우 | 이온 주입 장치 및 방법 |
-
2001
- 2001-02-27 KR KR10-2001-0009862A patent/KR100416715B1/ko not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR920009271A (ko) * | 1990-10-10 | 1992-05-28 | 원다 케이. 덴슨-로우 | 플라즈마 소스 이온 주입 장치 및 방법 |
| KR920009272A (ko) * | 1990-10-10 | 1992-05-28 | 원다 케이. 덴슨-로우 | 이온 주입 장치 및 방법 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101098794B1 (ko) | 2010-06-08 | 2011-12-26 | 에이피티씨 주식회사 | 플라즈마 도핑 장치 및 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20020069608A (ko) | 2002-09-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6165376A (en) | Work surface treatment method and work surface treatment apparatus | |
| KR930003857B1 (ko) | 플라즈마 도우핑방법 | |
| US5712000A (en) | Large-scale, low pressure plasma-ion deposition of diamondlike carbon films | |
| US6213050B1 (en) | Enhanced plasma mode and computer system for plasma immersion ion implantation | |
| EP0831516A3 (en) | Device and method for processing a plasma to alter the surface of a substrate using neutrals | |
| KR20000023345A (ko) | 이온주입 방법 및 시스템 | |
| CA2543666A1 (en) | Plasma immersion ion implantation using conductive mesh | |
| KR960005768A (ko) | 반도체 기판내의 회로제조방법과 매입 절연체층 형성방법 및 실리콘 기판내의 절연체층 형성장치 | |
| KR20040058362A (ko) | 플라즈마 도핑 시스템용 균일성 제어 | |
| KR100351516B1 (ko) | 입체 고분자 재료의 표면처리방법 | |
| KR100835355B1 (ko) | 플라즈마를 이용한 이온주입장치 | |
| KR20130027934A (ko) | 플라즈마 이온주입 장치 및 방법 | |
| SE8801615D0 (sv) | Apparat for bildande av reaktiv beleggningsfilm | |
| Kraft et al. | Surface nitridation of silicon dioxide with a high density nitrogen plasma | |
| US9139902B2 (en) | Method and apparatus for plasma ion implantation of solid element | |
| US20070069157A1 (en) | Methods and apparatus for plasma implantation with improved dopant profile | |
| KR100416715B1 (ko) | 펄스 플라즈마를 이용한 이온 주입 방법 및 그 시스템 | |
| KR101055396B1 (ko) | 고체 원소 플라즈마 이온주입 방법 및 장치 | |
| JP2000068227A (ja) | 表面処理方法および装置 | |
| KR100375334B1 (ko) | 플라즈마 이온주입법을 이용한 금속 부품의 표면개질 방법 | |
| KR100324435B1 (ko) | 플라즈마를 이용한 질화알루미늄 형성 방법 및 그 장치 | |
| KR100599358B1 (ko) | 소수성을 향상시키기 위한 금속 표면 처리 방법 및 장치 | |
| JP2916735B2 (ja) | プラズマ表面改質方法および装置 | |
| KR0137704B1 (ko) | 이중 모드 플라즈마 이온 주입 장치 및 이를 사용한 표면 개질 방법 | |
| KR970073239A (ko) | 플라즈마 이온 주입에 의한 고분자 소재의 표면 개질 방법 및 그 장치(Method for Modifying a Surface of Polymeric Material Using Plasma Source Ion Implantation and Apparatus Therefor) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20130111 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20140103 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20141226 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20151229 Year of fee payment: 13 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20161226 Year of fee payment: 14 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |