• Journal of the Korea Institute of Building Construction
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• v.17 no.4
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• pp.313-320
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• 2017

Flue gas desulfurization gypsum(FDG) is produced when removing sulfur oxides from combustion gas generated by coal power plant. However, the recycling of FDG is still limited to the certain purposes. In order to expand the possible application of FDG, this study aims to utilize FDG as an activator for ground granulated blast furnace slag. FDG produced by dry- and wet-process were used for the experiments. Slag paste specimens were produced by mixing with deionized water and simulated pore solution, and the role of FDG as an activator for blast furnace slag was evaluated using hydration study by XRD analysis and compressive strength development. According to the results, dry-type FDG was found to work as an activator for blast furnace slag without the presence of soluble alkalis. However, wet-type FDG needs assistance by soluble alkalis in order to work as an activator for blast furnace slag. It was also found that the substitution of dry- and wet-type FDG into blast furnace slag can increase the 28 day compressive strength of slag paste. It is expected that efficient and economical recycling of FDG will be possible if quantitative analysis of strength enhancement according to substitution rate of both dry- and wet-type FDG.

• Journal of Korean Society of Steel Construction
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• v.26 no.6
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• pp.549-558
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• 2014

Buckling restrained braces(BRBs) developed as a seismic protection element, hysteretic damper, have been investigated in America and Japan mainly. BRBs are composed of a steel core and concrete-filled steel casing. It is one of the major causes of drop in productivity to fill the steel casing with concrete. To improve this problem, the BRB is introduced in which the steel core is restrained with a pair of semicircular springs. In this paper, the numerical and analytical investigation about the desirable configuration for a semicircular spring is presented. Firstly, the stiffness and strength of semicircular spring is determined theoretically to buckle into a very high-order modes. Then, the required stiffness and strength are calculated under the practical design conditions and considered as reference values to find a proper configuration. The material strength and thickness of semicircular spring are chose from the finite element analysis for 5 semicircular springs with varying height. Finally, the nonlinear buckling analysis of BRB with proper semicircular springs shows that the bucking strength of the whole BRB is very similar to the strength of steel core with length between semicircular springs.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.11 no.6
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• pp.527-532
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• 2001

Dry etching of copper film using $O_2$ plasma and H(hfac) has been investigated. A one-step process consisting of copper film oxidation with an $O_2$ plasma and the removal of surface copper oxide by the reaction with H(hfac) to form volatile Cu(hfac)$_2$ and $H_2O$ was carried but. The etching rate of Cu in the range from 50 to 700 /min was obtained depending on the substrate temperature, the H(hfac)/O$_2$ flow rate ratio, and the plasma power. The copper film etch rate increased with increasing RF power at the temperatures higher than 215$^{\circ}C$. The optimum H(hfac)/O$_2$ flow rate ratio was 1:1, suggesting that the oxidation process and the reaction with H(hfac) should be in balance. Cu patterning using a Ti mask was performed at a flow rate ratio of 1:1 on 25$0^{\circ}C$\ulcorner and an isotropic etching profile with a taper slope of 30$^{\circ}$was obtained. Cu dry patterning with a tapered angle which is necessary for the advanced high resolution large area thin film transistor liquid-crystal displays was thus successfully obtained from one step process by manipulating the substrate temperature, RF power, and flow rate ratio.

• Clean Technology
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• v.24 no.4
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• pp.332-338
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• 2018

Currently graphite is used as an anode active material for lithium ion battery. However, since the maximum theoretical capacity of graphite is limited to $372mA\;h\;g^{-1}$, a new anode active material is required for the development of next generation high capacity and high energy density lithium ion battery. The maximum theoretical capacity of Si is $4200mA\;h\;g^{-1}$, which is about 10 times higher than the maximum theoretical capacity of graphite. However, since the volume expansion rate is almost 400%, the irreversible capacity increases as the cycle progresses and the discharge capacity relative to the charge is remarkably reduced. In order to solve these problems, it is possible to control the particle size of the Si anode active material to reduce the mechanical stress and the volume change of the reaction phase, thereby improving the cycle characteristics. Therefore, in order to minimize the decrease of the charge / discharge capacity according to the volume expansion rate of the Si particles, the improvement of the cycle characteristics was carried out by pulverizing Si by a dry method with excellent processing time and cost. In this paper, Si is controlled to nano size using vibrating mill and the physicochemical and electrochemical characteristics of the material are measured according to experimental variables.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.293-293
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• 2010

최근 태양전지 연구에서 저가격화를 실현하는 방법 중 하나로 폐 실리콘 웨이퍼를 재생하는 방법에 관하여 많은 연구가 진행되고 있다. 그러나 기존 웨이퍼 재생공정은 높은 재처리 비용과 복잡한 공정등의 많은 단점을 가지고 있다. 챔버 내에 압축된 공기나 가스에 의해 가속된 미세 파우더들이 재료와 충돌하면서 식각하는 기계적 건식 식각 공정 기술이라고 할 수 있는 micro blaster 공정을 이용하면 기존 재생공정보다 낮은 재처리 비용과 간단한 공정으로 재생웨이퍼를 제작할 수 있다. 하지만 이러한 micro blaster 공정은 식각 후 표면에 많은 particle과 crack을 형성시켜 태양전지용으로 사용하기에 단점을 가진다. 본 연구에서는 이러한 micro blaster를 이용한 태양전지용 재생 웨이퍼를 제작하기 위해 폐 실리콘 웨이퍼의 표면 물질을 식각하고, 식각 후 충돌에 의해 발생된 표면의 particle과 crack을 DRE(Damage Remove Etching)공정으로 제거하는 연구를 진행 하였다. 먼저 폐 실리콘 웨이퍼와 같은 표면을 형성하기 위하여 시편 표면에 각각 Al($2000{\AA}$), $Si_3N_4(3000{\AA})$, $SiO_2(1{\mu}m)$, AZ1512($1{\mu}m$)을 형성하고 micro blaster의 파우더 크기, 압력, 스캔 속도 등의 공정 조건에 따라 폐 실리콘 웨이퍼 표면 물질을 식각하였다. 식각 후 폐 실리콘 웨이퍼의 식각된 깊이와 표면 물질 잔량을 측정하고, 폐 실리콘 웨이퍼의 표면에 particle과 crack, 요철이 형성되어 있는지를 확인하였다. 그 결과 폐 실리콘 웨이퍼에 형성된 물질의 두께 이상으로 식각되었으며, 표면 물질의 잔량이 남아 있지 않았고, 표면에 많은 particle과 crack, 요철이 형성되었다. 표면에 형성된 요철은 유지하면서 많은 particle과 crack을 제거하기 위하여 micro blaster공정 후 DRE 공정으로 표면 개선이 필요하였다. 이때 남겨진 요철은 입사광량을 증가시키고, 표면 반사율을 감소시켜 태양전지내의 흡수하는 빛의 양을 증가시키는 태양전지 texturing 공정 효과로 작용하게 된다. 표면에 남은 particle과 crack을 완전히 제거하면서 요철은 유지할 수 있게 HNA 용액의 농도와 시간에 따른 식각 정도를 측정하였다. DRE 공정 후 표면 particle과 crack이 완전히 제거되어 표면이 개선됨을 확인하였다. Micro blaster를 이용하여 폐 실리콘 웨이퍼의 표면을 식각하고, DRE공정으로 표면을 개선함으로써 태양전지용 기판으로의 재생 가능성을 확인하였다.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.19 no.4
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• pp.19-23
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• 2012

Silicon substrate for light emitting diodes (LEDs) has been the tendency of LED packaging for improving power consumption and light output. In this study, a low cost and high throughput Si through via fabrication has been demonstrated using a wet etching process. Both a wet etching only process and a combination of wet etching and dry etching process were evaluated. The silicon substrate with Si through via fabricated by KOH wet etching showed a good electrical resistance (${\sim}5.5{\Omega}$) of Cu interconnection and a suitable thermal resistance (4 K/W) compared to AlN ceramic substrate.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2004.11a
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• pp.21-24
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• 2004

Pseudo-MOSFET의 제작을 위해서는 표면 실리콘 층의 식각 공정이 필요하며, 공정의 간편성으로 인해 주로 RIE(Reactive Ion Etching)를 사용하고 있다. 하지만, RE 공정 도중 발생하는 Plasma에 의해서 SOI 층이 손상을 받게 되고 이 영향으로 소자의 특성이 열화 될 가능성이 있다. 이러한 특성의 열화를 확인하기 위하여 소자 제작을 위한 표면 실리콘 층의 식각을 RIE 공정과 TMAH 용액을 이용한 습식 식각을 각각 행하여 그 특성을 비교한 결과, 건식 식각된 시편에서 계면상태 밀도의 증가, 이동도의 감소 등 특성 열화 현상이 현저히 나타났다. 이러한 RIE 공정 중 발생하는 손상을 제거하기 위하여 저온 열처리를 하였으며 그 결과 $400^{\circ}C$ $N_2$ 분위기에서 4시간 동안 열처리를 하여 습식 식각된 시편과 동일한 특성을 가지게 할 수 있었다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2010.05a
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• pp.32.2-32.2
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• 2010

본 연구에서는 고출력, 고휘도를 위해서 개발되고 있는 수직형 LED소자의 광출력향상을 위한 나노 패터닝 공정을 진행하였다. 수직형 LED는 기존 측면형 LED에 비해서 열방출 특성이 우수하고 대면적 칩으로 제작이 가능하기 때문에 높은 광출력이 필요한 조명 분야로의 적용이 가능하다. 하지만 수직형 LED 역시 기존 측면형 LED와 마찬가지로 질화갈륨 및 외부 공기와의 계면에서 전반사가 심하기 때문에 광추출효율이 낮은 문제점이 있으며 이를 해결하는 것이 큰 이슈가 되고 있다. 이를 해결하기 위해서 광결정 패턴을 LED 소자에 형성하여 광추출효율을 향상시키려는 연구가 활발히 진행되고 있으나 아직까지 수직형 LED 웨이퍼 전면적에 균일한 패턴을 형성할 수 있는 기술 개발이 미진한 상황이다. 본 연구에서는 유연 고분자 몰드를 이용한 대면적 나노 임프린팅 및 나노 프린팅 기술을 통해서 2 inch 수직형 LED 웨이퍼 전면적에 균일한 패턴을 전사하는 공정을 진행하였다. 구체적으로는 나노임프린트 및 건식식각 공정을 통해서 수직형 LED의 n형 질화갈륨 층에 높은 가로세로비의 광결정 패턴을 형성하였으며 이를 통해서 약 40% 정도의 광출력이 향상되었다. 또한 고 굴절률의 산화아연 나노 패턴 형성공정을 대면적 LED 기판에 시도하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.11a
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• pp.172.2-172.2
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• 2011

다양한 저급연료나 폐기물로부터 가스엔진이나 연료전지의 연료로 사용하기위한 연료가스를 얻기 위한 방법으로 가스화 기술을 적용할 수 있다. 폐기물의 가스화를 통해 발생된 합성가스에는 CO, $H_2$, $CO_2$와 같은 주요성분 이외에 황화합물($H_2S$, COS), 염소화합물(HCl), 고형 물질(분진)등의 오염물질이 포함되어 있으므로, 이용목적에 따라 적절한 정제 기술이 필요하게 된다. 현재 가장 널리 알려진 저온 습식 정제공정은 장치운전이 쉽고 오염물질 제거효율이 높은 장점이 있으나, 합성가스 온도를 상온까지 낮추기 때문에 현열 손실이 발생하는 단점을 가지고 있다. 고온 건식 정제공정에 의해 $300^{\circ}C$ 이상의 고온에서 오염물질의 제거가 가능하다면 에너지 이용효율을 높일 수 있고, 습식공정에 의해 발생되는 폐수처리에 따른 비용 절감효과도 얻을 수 있다. 폐기물 합성가스를 최종 적용처에 이용하기위한 고온 정제 공정의 적용을 위해 흡착제를 이용하여 탈황, 탈염 실험을 실시하였고, 실험결과로부터 장치 설계의 기초인자를 도출하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.376-377
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• 2011

결정질 실리콘 태양전지 연구에 있어서 가장 중요한 부분은 재료의 저가화와 공정의 단순화에 의한 저가의 태양전지 셀 제작 부분과 고효율의 태양전지 셀 제작 부분이다. 본 논문에서는 마이크로 블라스터를 이용하여 폐 실리콘 웨이퍼를 태양전지용 재생웨이퍼를 제작함으로써 고효율을 가지는 단결정 실리콘 웨이퍼를 저 가격에 생산하기 위한 것이다. 특히 마이크로 블라스터를 이용하여 폐 실리콘 웨이퍼를 가공 할 때 표면에 생성되는 요철은 기존 태양전지 셀 제작에서 텍스쳐링 공정과 같은 표면 구조를 가지게 됨으로써 태양전지 셀에 제작 공정을 줄일 수 있는 효과도 가지게 된다. 마이크로 블라스터는 챔버 내에 압축된 공기나 가스에 의해 가속 된 미세 파우더들이 재료와 충돌하면서 재료에 충격을 주고 그 충격에 의해 물질이 식각되는 기계적 건식 식각 공정 기술이다. 이러한 물리적 충격을 이용하는 마이크로 블라스터 공정은 기존 재생웨이퍼 제작 공정 보다 낮은 재처리 비용으로 간단하게 태양전지용 재생웨이퍼를 제작 할 수 있다. 하지만 마이크로 블라스터를 이용하면 표면에 식각된 미세 파티클의 재흡착이 일어나게 되므로 이를 제거하기 위하여 DRE(damage remove etching) 공정이 필요하게 된다. 본 연구에서는 이방성, 등방성 식각 공정으로 태양전지용 재생웨이퍼를 제작하기 위해 가장 적합한 DRE 공정을 찾기 위해 등방성 식각은 RIE 식각으로, 그리고 이방성 식각은 TMAH 식각을 이용하였다. 마이크로 블라스터 공정 후 표면 반사율과 SEM 사진을 이용한 표면 요철 구조를 확인 하였고, DRE 공정 후 표면 반사율과 SEM 사진을 이용하여 표면 요철 구조를 확인 하였다. 각각의 lifetime을 측정하여 표면 식각으로 생성된 결함들을 분석하여 태양전지용 재생웨이퍼 제작에 가장 적합한 공정을 확인 하였다.