• 제목/요약/키워드: $CH_4/N_2$

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유도결합 $Cl_2/CHF_3, Cl_2/CH_4, Cl_2/Ar $플라즈마를 이용한 InGaN 건식 식각 반응 기구 연구

  • 이도행;김현수;염근영;이재원;김태일
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 1999년도 제17회 학술발표회 논문개요집
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    • pp.249-249
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    • 1999
  • GaN과 같은 III-nitride 반도체 관한 식각 기술의 연구는 blue-emitting laser diode(LD)를 위한 경면(mirror facet)의 형성뿐만아니라 새로운 display 용도의 light emitting diodes (LED), 고온에서 작동되는 광전소자 제조 등에도 그 중요성이 증대되고 있다. 최근에는 III-nitride 물질의 높은 식각속도와 미려하고 수직한 식각형상을 이루기 위하여 ECR(Electron Cyclotron Resonance)이나 ICP(Inductively Coupled Plasma)와 같은 고밀도 플라즈마 식각과 CAIBE(Chemically assisted ion beam etching)를 이용한 연구가 진행되고 있다. 현재 제조되어 지고 있는 LED 및 LD와 같은 광소자의 구조의 대부분은 p-GaN/AlGaN/InGaN(Q.W)/AlGaN/n-GaN 와 같은 여러 층의 형태로 이루어져 있다. 이중 InGaN는 광소자나 전자소자의 특성에 영향을 주는 가장 중요한 부분으로써 현재까지 보고된 식각연구는 undoped GaN에 대부분 집중되고 있고 이에 비해 소자 특성에 핵심을 이루는 InGaN의 식각특성에 관한 연구는 미흡한 상황이다. 본 연구에서는 고밀도 플라즈마원인 ICP 장비를 이용하여 InGaN를 식각하였고, 식각에는 Cl2/CH4, Cl2/Ar 플라즈마를 사용하였다. InGaN의 식각특성에 영향을 미치는 플라즈마의 특성을 관찰하기 위하여 quadrupole mass spectrometry(QMS)와 optical emission spectroscopy(PES)를 사용하였다. 기판 온도는 5$0^{\circ}C$, 공정 압력은 5,Torr에서 30mTorr로 변화시켰고 inductive power는 200~800watt, bias voltage는 0~-200voltage로 변화시켰으며 식각마스크로는 SiO2를 patterning 하여 사용하였다. n-GaN, p-GaN 층 이외에 광소자 제조시 필수적인 InGaN 층을 100% Cl2로 식각한 경우에 InGaN의 식각속도가 GaN에 비해 매우 낮은 식각속도를 보였다. Cl2 gas에 소량의 CH4나 Ar gas를 첨가하는 경우와 공정압력을 감소시키는 경우 식각속도는 증가하였고, Cl2/10%Ar 플라즈마에서 공정 압력을 감소시키는 경우 식각속도는 증가하였고, Cl2/10%CHF3 와 Cl2/10%Ar 플라즈마에서 공정압력을 15mTorr로 감소시키는 경우 InGaN과 GaNrks의 선택적인 식각이 가능하였다. InGaN의 식각속도는 Cl2/Ar 플라즈마의 이온에 의한 Cl2/CHF3(CH4) 플라즈마에서의 CHx radical 형성에 의하여 증가하는 것으로 사료되어 진다.

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설화 광산의 중열수 금광화작용: 유체포유물 및 황동위원소 연구 (Mesothermal Gold Vein Mineralization of the Seolhwa Mine: Fluid Inclusion and Sulfur Isotope Studies)

  • 윤성택;소칠섭;최선규;최상훈;허철호
    • 한국지구과학회지
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    • 제22권4호
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    • pp.278-291
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    • 2001
  • 설화 광산의 중열수(中熱水) 금광상은 경기육괴의 화강암류내에 발달된 북동방향 단층 전단대를 충진한 괴상의 단성 석영맥내에 배태되어 있다. 설화 중열수 금광화작용(金鑛化作用)은 쥬라기 화강암류(161Ma)와 공간적으로 관련되어 있다. 맥상 석영은 3개유형의 유체포유물(流體包有物)을 포함하고 있다: 1) 저염농도(<5wt.% NaCl)의 액상 CO$_{2}$를 배태한 type IV 유체포유물; 2) 가스가 풍부(>70vol.%)하고, 기상으로 균질화하는 type II 유체포유물; 3) 소량의 CO$_{2}$를 포함하는 저내지 중염농도(0${\sim}$15 wt.% NaCl)의 type I 유체포유물. H$_{2}$O-CO$_{2}-CH$_{4}$-N$_{2}$-NaCl계 유체포유물은 250${\circ}\;{\sim}$430${\circ}$C 온도와 1kbar 압력에 해당되는 액상선을 따라 초기에 포획된 불혼화 유체를 지시한다. 정밀 유체포유물 연구에의하면, 함금 광화작용중 점진적인 압력감소가 발생했음을 알 수 있다. 수용성 포유물의 유체는 온도 및 압력감소로 인한 균질한 H$_{2}$O-CO$_{2}-CH$_{4}$-N$_{2}$-NaCl계 유체로부터 광역적인 유체의 불혼화(CO$_{2}-CH$_{4}$ 비등)작용을 거쳐 진화된 후기 유체이거나, 광화지역의 융기 및 삭박과 관련된 심부순환천수의 영향을 받았던 것으로 추정된다. 초기 유체는 균질한 H$_{2}$O-CO$_{2}-CH$_{4}$-N$_{2}$-NaCl계 유체로서 다음과 같은 특성을 보인다: >250$^{\circ}$${\sim}$430$^{\circ}$C, 0.16${\sim}$0.62의 X$_{CO}\;_{2}$, 5${\sim}$14mole% CH$_{4}$, 0.06${\sim}$0.31mole% N$_{2}$, 0.4${\sim}$4.9wt.% NaCl의 염농도. 설화 금광산의 온도-조성 자료는 설화 함금열수계가 화강암질 용융체와 인접한 부분에 정치되어 있었음을 지시한다. 이러한 화강암질 용융체는 CH$_{4}$ 형성을 촉진시켜 유체를 환원상태로 변환시킨 것으로 추정된다. 철황화물중 자류철석이 지배적으로 산출됨은 환원유체 상태를 지시하고 있다. 황화광물의 ${\delta}\;^{34}$S값(-0.6 ${\sim}$ 1.4$%_o$)은 황의 심부 화성기원을 지시하고 있다.

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A Novel Linking Schiff-Base Type Ligand (L: py-CH=N-C6H4-N=CH-py) and Its Zinc Coordination Polymers:Preparation of L, 2-Pyridin-3-yl-1H-benzoimidazol, trans-[Zn(H2O)4L2].(NO3)2.(MeOH)2[Zn(NO3)(H2O)2(L)].(NO3).(H2O)2 and [Zn(L)(OBC)(H2O)] (OBC = 4,4'-Oxybis(benzoate))

  • Kim, Han-Na;Lee, Hee-K.;Lee, Soon-W.
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제26권6호
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    • pp.892-898
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    • 2005
  • A long, bis(monodentate), linking Schiff-base ligand L (py-CH=N-$C_6H_4$-N=CH-py) was prepared from 1,4-phenylenediamine and 3-pyridinecarboxaldehyde by the Schiff-base condensation. Ligand L has two terminal pyridyl groups capable of coordinating to metals through their nitrogen atoms. In contrast, the same reaction between 1,2-phenylenediamine and 3-pyridinecarboxaldehyde produced a mixture of imidazol isomers (2-pyridin-3-yl-1H-benzoimidazole), which are connected to one another by the N-H…N hydrogen bonding to form a tetramer. From Zn($NO_3)_2{\cdot}6H_2O$ and ligand L under various conditions, one discrete molecule, trans- [Zn($H_2O)_4L_2]{\cdot}(NO_3)_2{\cdot}(MeOH)_2$, and two 1-D zinc polymers, [Zn$(NO_3)(H_2O)_2(L)]{\cdot}(NO_3){\cdot}(H_2O)_2$ and [Zn(L) (OBC)($H_2O$)], were prepared. In ligand L, the N$\ldots$N separation between the terminal pyridyl groups is 13.994 $\AA$, with their nitrogen atoms at the meta positions (3,3’) in a trans manner. The corresponding N$\ldots$N separations in its compounds range from 13.853 to 14.754 $\AA$.

Benzyl benzenesulfonate류의 구조-반응성 관계 (2보). 벤질 유도체의 친핵성 치환반응 (Structure-Reactivity Relationship of Benzyl benzenesulfonates (Part 2). Nucleophilic Substitution Reaction of Benzyl Derivatives)

  • 정덕영;김성홍;이명호;여수동;후지오 미즈에;츠노 유우호
    • 대한화학회지
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    • 제39권8호
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    • pp.643-649
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    • 1995
  • 35$^{\circ}C$와 50$^{\circ}C$ 에서 치환(Z)-benzyl계와 치환(Y)-pyridine 그리고 N, N-dimethylaniline의 Menschutkin형 반응을 아세토니트릴에서 전기전도도법으로 측정하였다. 유사 1차 반응속도상수와 친핵체의 농도로부터 2차반응 속도상수를 계산하였다. $4-CH_3-$보다 전자 받게 치환기를 가진 benzyl bromide는 정상 $S_N2$ (직접 치환 2분자)반응속도만 관찰되었으나 3, $4-(CH_3/O)_2$-benzyl bromide와 $4-CH_3O$-benzyl bromide의 경우 밀착 이온쌍 중간체를 거치는 2분자 반응의 속도도 관측되었다.

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플라즈마 고분자에 대한 기체의 투과특성에 관한 연구 (A Study on the Gas Permeation Characteristics of Plasma Polymers)

  • 오세중
    • 멤브레인
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    • 제4권4호
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    • pp.205-212
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    • 1994
  • 플라스마 고분자막을 통한 일반기체들(He, $H_2,\;CO_2,\;O_2,\;N_2,\;CH_4$등)의 투과특성을 조사하였으며 IR 분석을 통하여 플라즈마 고분자의 화학적 구조를 살펴 보았다. 플라즈마 고분자막은 불소를 함유한 방향족 화합물의 플라즈마 중합에 의하여 제조하였으며 이 막을 통한 기체투과실험은 $35^{\circ}C$, 1기압에서 행하였다. 이 막들의 투과계수는 투과기체의 분자 크기가 커질수록 감소하는 경향을 나타내었다. 플라즈마 고분자의 $O_2/N_2$ 선택투과도는 상용고분자보다 약간 낮았으나 $CO_2/CH_4$ 선택투과도는 상용고분자보다 매우 높은 것으로 나타났다. FT-IR 분석을 통하여 플라즈마 고분자는 방향족과 지방족 구조를 모두 포함한 구조를 이루고 있다는 것을 알 수 있었다.

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메탄 유출 관정 주변의 토양 CO2 모니터링 (Soil CO2 Monitoring Around Wells Discharging Methane)

  • 채기탁;김찬영;주가현;박권규;노열;이창현;염병우;김기배
    • 자원환경지질
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    • 제55권4호
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    • pp.407-419
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    • 2022
  • 메탄(CH4)이 유출되는 관정 주변에서 토양(비포화대) 가스 모니터링과 자료 해석 방법을 제시하고자 토양 가스의 성분변화를 약 3일간 측정하였다. 이를 위해서 포항 지역의 시험 관정 2개(TB2, TB3)의 주변 1 m 이내에서 방사상으로 토양 가스를 채취하고 현장에서 CO2, CH4, N2, O2의 농도를 분석하였다. TB2의 관정 정두(wellhead)에서 30 cm 떨어진 지점에서 CO2 플럭스도 측정하였다. 아울러 TB2 관정 정두의 가스 시료와 대기 시료도 채취하여 분석하였다. 모니터링 마지막 날 채취한 시료는 실험실에서 CO2의 탄소동위원소(δ13CCO2)를 분석하였다. 서로 12.7 m 떨어져 있는 두 시험 관정 중 TB3는 시멘팅이 되어 있고, TB2는 시멘팅이 되어 있지 않았다. 생지구화학 반응 기반(process-based) 해석을 적용한 결과, 비포화대 가스의 CO2, O2, N2 농도와 N2/O2 의 변화는 모두 CH4의 산화를 지시하는 선과 가스의 용해에 의한 농도의 변화를 지시하는 선 사이에 위치하고 있었다. 또한 TB2 정두에서 측정된 CH4은 대기의 CH4에 비해서 5.2배 높은 값을 나타나고 있었다. 시멘팅이 되어 있지 않은 관정(TB2) 주변 비포화대에서 나타난 높은 CO2 농도(평균 1.148%)는 CH4의 산화에 의해 증가한 것으로 판단된다. 반면, 시멘팅이 된 관정(TB3) 주변의 비포화대 CO2는 상대적으로 낮은 농도(0.136%)를 나타내고 있었다. 따라서 CH4가 산출되는 관정의 주변 토양가스(CO2 포함)는 관정의 완결 상태(시멘팅)에 크게 영향을 받는 것으로 판단된다. 본 연구는 천연가스 개발 관정 주변 토양의 환경 모니터링을 위한 전략 수립에 활용될 수 있으며, CO2 지중저장을 위한 주입정 및 관측정 주변 누출 감시에 활용될 수 있다. 또한 본 연구의 방법은 천연가스 저장소, 유류 오염 토양의 모니터링에 활용 가치가 있다.

CH4 플라즈마에 따른 TiN 박막 표면의 식각특성 연구 (The Etch Characteristics of TiN Thin Film Surface in the CH4 Plasma)

  • 우종창;엄두승;김관하;김동표;김창일
    • 한국표면공학회지
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    • 제41권5호
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    • pp.189-193
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    • 2008
  • In this study, we carried out an investigation of the etching characteristics (etch rate, selectivity to $SiO_2$ and $HfO_2$) of TiN thin films in the $CH_4$/Ar inductively coupled plasma. The maximum etch rate of $274\;{\AA}/min$ for TiN thin films was obtained at $CH_4$(80%)/Ar(20%) gas mixing ratio. At the same time, the etch rate was measured as function of the etching parameters such as RF power, Bias power, and process pressure. The X-ray photoelectron spectroscopy analysis showed an efficient destruction of the oxide bonds by the ion bombardment as well as showed an accumulation of low volatile reaction products on the etched surface. Based on these data, the ion-assisted chemical reaction was proposed as the main etch mechanism for the $CH_4$ containing plasmas.

Synthesis and Characterization of New Group 13 Complexes of 2-Acetylpyridine-S-methyldithiocarbazate. Single-Crystal Structure of Me₂Ga[$NC_5H_4C$(CH₃)NNC(S)SMe] and Me₂In[$NC_5H_5C$(CH₃)NNC(S)SMe]

  • 백철기;강상욱;이채호;이영행;고재정
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제18권3호
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    • pp.311-316
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    • 1997
  • The synthesis and characterization of the mononuclear group 13 heterocyclic carboxaldehyde methyldithiocarbazate complexes Me2M[NC5H4CRNNC(S)SCH3] (M=Al, R=H(1); M=Ga, R=H(2); M=Al, R=CH3(3); M-Ga, R=CH3(4); M=In, R=CH3(5)) are described. Compounds 1-5 were prepared by the reaction of MMe3 (M=Al, Ga, In) with 2-formy or 2-acetylpyridine-S-methyldithiocarbazate in toluene. These compounds 1-5 have been characterized by microanalysis, NMR (1H, 13C) spectroscopy, mass spectra, and single-crystal X-ray diffraction. X-ray single-crystal diffraction analyses reveal that 4-5 are mononuclear metal compounds with coordination number of 5 and N,N,S coordination mode.

Kinetics and Mechanism of $N_2H_4-KBrO_3$ Reaction in the Presence of Allyl Alcohol$^\dag$

  • Choi, Q.-Won;Chung, Keun-Ho
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제7권6호
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    • pp.462-465
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    • 1986
  • Kinetics and Mechanism of $N_2H_4-KBrO_3$ reaction in the presence of allyl alcohol have been studied. The pseudo-first order rate constant for gas evolution was found to be $10^{-4}{\sim}10^{-2}\;sec^{-1}\;at\;25.0{\pm}0.1^{\circ}C$, increasing with concentration of hydrogen ion. When concentrations of sulfuric acid and allyl alcohol are both sufficiently high, the following overall reaction explains experimental results reasonably well: $N_2H_4\;+\;BrO_3^-\;+\;H^+\;{\to}\;N_2\;+\;HOBr\;+\;2H_2O,\;CH_2\;=\;CHCH_2OH\;+\;HOBr\;{\to}\;CH_2-OHCHBrCH_2OH$. More complicated reaction mechanisms at lower acidity conditions have been contemplated.

Coated $Si_3N_4$-TiC Ceramic 공구의 마모 특성 (Wear Characteristics of Coated $Si_3N_4$-TiC Ceramic Tool)

  • 김동원;권오관;이준근;천성순
    • Tribology and Lubricants
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    • 제4권2호
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    • pp.44-51
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    • 1988
  • Titanium carbide(TiC), Titanium nitride(TiN), and Titanium carbonnitride(Ti(C,N)) films were deposited on $Si_3N_4$-TiC composite cutting tools by chemical vapor deposition(CVD) using $TiCl_4-CH_4-H_2$, $TiCl_4-N_2-H_2$, and $TiCl_4-CH_4-N_2-H_2$ gas mixtures, respectively. The experimental results indicate that TiC coatings compared with TiN coatings on $Si_3N_4$ -TiC ceramic have an improved microstructural property, good thermal shock resistance, and good interfacial bonding. However TiN coatings compared with TiC coatings have a low friction coefficient with steel and good chemical stability. It is found by cutting test that coated insert compared with $Si_3N_4$-TiC ceramic have a superior flank and crater wear resistance. And multilayer coating compared with monolayer coating shows a improved wear resistance.