• 자원리싸이클링
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• 제26권6호
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• pp.38-44
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• 2017

시멘트 제조 공정에서 발생하는 바이패스 더스트는 지정폐기물로서 고가의 처리비용이 요구되고 있다. 바이패스 더스트의 주성분은 KCl이며, KCl은 주로 비료에 사용되고 있다. 비료에 사용하기 위해서는 pH 수준이 중성 혹은 약산성 이어야 한다. 그러나 바이패스 더스트의 pH는 12.0~12.5 수준으로, 또다른 전처리 없이 비료로 사용될 수 없다. 본 연구에서는 시멘트 바이패스 더스트에서 KCl을 수득하는 과정 중, 이산화탄소를 사용하여 산화칼슘을 제거하고, 동시에 pH 변화량을 제어하고자 하였다. 탄산화시험기 내부 분위기를 $25^{\circ}C$-50RH%로 고정한 후, 이산화탄소 20 vol% 조건에서 0~7시간으로 유지하고, 각 시간별 산화칼슘 함량 및 pH 값을 분석하였다. 이산화탄소 유지시간 증가에 따라 산화칼슘 함량 및 pH 값은 감소하였으며, 6시간 경과 후 pH 값은 7에 근접하였다.

• 한국재료학회지
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• 제10권11호
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• pp.732-737
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• 2000

$TEMAT/H_2$플라즈마를 이용하여 $TiO_{2\pm}{\delta}$를 증착하였다. Power를 300W에서 500W로 증가시켜 고 밀도 플라즈마를 형성시킨 경우에는 Ti 함유량이 크게 증가하였고, 무시할 정도의 C, N이 함유되었다. 기판에 bias를 가한 경우에도 Ti 양이 증가되면서, 증착률이 크게 증가되었다. 또한 매우 적은 양의 $H_2O(~10^{-4}Torr)$는 TEAMT[tetrakis (ethylmethylamido) titanium] 분해를 효율적으로 이루어 주어 C, N의 양을 크게 감소시키면서 $TiO_2$에 요구되는 충분한 O을 제공하였다. 결과적으로 플라즈마 반응에 의하여 생성된 Ti 양이온이 TiOx 박막형성에 주요한 기여를 하고 있으며, 고 밀도 플라즈마의 사용은 Ti 양이온 생성을 크게 증가시켜 주고, 분위기 중에 존재하는 미량의 수분이 TEMAT 분해 효율성을 크게 하여 $TiO_2$박막증착을 이루고 있다.

• 자원리싸이클링
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• 제4권3호
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• pp.10-18
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• 1995

GaAs wafer의 Scrap은 고품위이고 반도체 제조공정중의 여러 단계에서 발생하는 지속적인 자원이므로, 이로부터 Ga, As의 분리 회수에 관한 기술개발은 자원의 Recycling 측면에서 대단히 중요한 의미를 지니고 있다. 특히 유독성 물질인 As에 의한 환경오염 방지의 측면에서도 GaAs Scrap으로부터 Ga, As의 분리 회수는 필연적이라 할 수 있다. 본 연구에서는 진공 분위기하(2~2.5$\times$10\ulcorner mmHg)에서 Ga과 As 상호간의 증기압 차를 이용한 건식법에 초점을 두어 주로 thermo-electrobalance를 이용, GaAs 분말의 증발거동을 연구 검토하여 GaAs Scrap으로부터 Ga, As의 분리 회수를 위한 기초자료로서 활용하고자 하였다. GaAs Scrap분말은 약 $795^{\circ}C$까지는 거의 중량변화가 없으나, 이 온도 이상에서는 증발에 따른 중량감소가 일어나 $965^{\circ}C$ 부근에서 급격한 중량감소를 보였다. 특히 $1,000^{\circ}C$ 이하의 저온일 경우에는 GaAs 화합물로부터 Ga과 As가 분해하지 못하고 단지 GaAs의 화합물형태로서 증발하나, $1,000^{\circ}C$ 이상의 온도에서는 Ga, As 간의 공유결합이 끊어져 각각 분해됨으로써 양자간의 증기압 차에 의하여 Ga을 분리 회수할 수 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제7권5호
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• pp.801-804
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• 2006

[ $YBa_2Cu_3O_{7-{\delta}}(YBCO)$ ]계 초전도 선재용 $GdAlO_3(GAO)$ 버퍼층을 졸-겔(sol-gel) 공정에 의해 제조하였다. 전구체 용액은 Gd 질산염과 Al 질산염을 1:1 화학양론비로 하여 메탄올에 용해하여 준비하였다. 전구체 용액을 $SrTiO_3(STO)$ (100) 단결정 기판위에 스핀 코팅하고, 수분이 포함된 $N_2-5%\; H_2$ 분위기에서 $1000^{\circ}C$에서 2시간 열처리 하였다. 열처리 후 GAO 층의 표면에 대한 주사전자현미경 관찰에 의해 GAO 층이 에피택셜의 특징인 각면 형상을 갖는 것을 알 수 있었다. X-선 회절분석에 의하면 GAO 버퍼층은 c-축으로 우선 배향된 에피택셜 박막으로써 반가폭이 각각 (002)면에서 $0.29^{\circ}(out-of-plane)$, {112}지면에서 $1.10^{\circ}(in-plane)$의 우수한 배향성을 나타내었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2000년도 제18회 학술발표회 논문개요집
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• pp.71-71
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• 2000

본 연구에서는 차세대 마이크로파 유전체 소자로서의 응용을 목적으로 펄스 레이저 방식에 의하여 증착된 MgTiO3 박막의 전기적 특성을 종합적으로 연구 분석하였다. 이를 바탕으로 MgTiO3 박막의 유전손실 등과 같은 열화를 야기시키는 박막 내부 또는 박막과 기판간의 결함의 특성을 파악하여 열화 메카니즘을 분석하였다. MgTiO3는 마이크로파 영역에서의 우수한 유전특성과 같은 낮은 유전손실을 가지며, 온도 안정성 또한 우수하다. 현재까지 벌크 세라믹 MgTiO3 의 응용 광범위하게 연구되어 왔으나 박막의 제조공정 및 전기적 특성 분석은 미흡한 형편이다. 따라서 벌크 세라믹과는 특성이 상이한 박막의 전기적 특성분석 및 연구가 필요하다. 분석을 위한 소자의 기본 구조로서 Metal-Insulator-Semiconductor(MIS) 구조를 채택하였다. MgTiO3 박막을 증착하기 위한 기판으로는 n형 Si(100)기판과 p형 Si(100)기판을 사용하였고, Si 기판 위에 급속 열처리기 (RTP)를 이용하여 SiO2를 ~100 두께로 성장시킨 것과 성장시키지 않은 것으로 구분하여 제작하였다. MgTiO3 박막은 펄스 레이저 증착 방식(PLD)에 의하여 약 2500 두께로 증착되었으며, 200mTorr 압력의 산소 분위기 하에서 기판의 온도를 40$0^{\circ}C$~55$0^{\circ}C$까지 5$0^{\circ}C$간격으로 변화시키며 제작하였다. 상하부의 전극 금속으로는 Al을 이용하였으며, 열증발 증착기로 증착하였다. 증착된 MgTiO3 박막의 결정구조를 확인하기 위하여 XRD 분석을 수행하였으며, 박막의 전기적 특성을 분석하기 위해 Boonton7200 C-V 측정기와 HP4140P를 이용한 경우에는 C-V 곡선에 이력현상이 나타났으나, MgTiO3/SiO2를 이용한 경우에는 이력현상이 나타나지 않았고, 유전율은 감소하는 것으로 나타났다. I-V 측정 결과, 절연층으로 MgTiO3/SiO2를 이용한 경우에는 MgTiO3만을 절연층으로 사용한 경우에 비해 동일한 전계에서 낮은 누설전류 값을 가짐을 알 수 있었다. 또한 박막의 증착온도가 증가함에 따라서 C-V 곡선의 위치가 양의 방향으로 이동함을 확인하였다. 위의 현상은 기판의 종류에 관계없이 발생하는 것으로 보아 벌크 또는 계면에 존재하는 결함에 의한 것으로 추정된다. 현재 C-V 곡선의 이동 원인과 I-V 곡선의 누설전류 메카니즘을 분석 중에 있으며 그 결과를 학회에서 발표할 예정이다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2000년도 제18회 학술발표회 논문개요집
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• pp.78-78
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• 2000

다결정 실리콘-게르마늄 (poly-SiGe)은 태양전지 개발에 있어서 중요한 물질이다. 우리는 소량의 Ge(x=0.05)으로부터 다량의 Ge(x=0.67)을 함유한 수소화된 비정질 실리콘-게르마늄 (a-SiGe:H) 박막의 고상결정화 과정을 ESR (electron spin resonance)방법으로 조사해보았다. 먼저 PECVD 방법으로 Corning 1737 glass 위에 a-Si1-xGex:H 박막을 증착시켰다. 증착가스는 SiH4, GeH4 가스를 썼으며, 기판온도는 20$0^{\circ}C$, r.f. 전력은 3W, 증착시 가스압력은 0.6 Torr 정도이었다. 증착된 a-SiGe:H 박막은 $600^{\circ}C$ N2 분위기에서 다시 가열되어 고상결정화 되었고, 결정화 정도는 XRD (111) peak의 세기로부터 구해졌다. ESR 측정은 상온 x-band 영역에서 수행되었다. 측정된 ESR스팩트럼은 두 개의 Gaussian 함수로써 Si dangling-bond와 Ge dangling-bond 신호로 분리되었다. 가열 초기의 a-SiGe:H 박막 결함들의 스핀밀도의 증가는 수소 이탈에 기인하고, 또 고상결정화 과정에서 결정화된 정도와 Ge-db 스핀밀도의 변화는 서로 깊은 상관관계가 있음을 알 수 있었다. 특히 Ge 함유량이 큰 박막 (x=0.21, 0.67)에서 뿐만 아니라 소량의 Ge이 함유된 박막(x=0.05)에서도 Ge dangling-bond가 Si dangliong-bond 보다 고상결정화 과정에서 더 중요한 역할을 한다는 것을 알수 있었다. 또한 초기 열처리시 Si-H, Ge-H 결합에서 H의 이탈로 인하여 나타나는 Si-dangling bond, Ge-dangling bond 스핀밀도의 최대 증가 시간은 x 값에 의존하였는데 이러한 결과는 x값에 의존하는 Si-H, Ge-H 해리에너리지로 설명되어 질 수 있다. 층의 두께가 500 미만인 커패시터의 경우에 TiN과 Si3N4 의 계면에서 형성되는 슬릿형 공동(slit-like void)에 의해 커패시터의 유전특성이 파괴된다는 사실을 알게 되었으며, 이러한 슬릿형 공동은 제조 공정 중 재료에 따른 열팽창 계수와 탄성 계수 등의 차이에 의해 형성된 잔류응력 상태가 유전막을 기준으로 압축응력에서 인장 응력으로 바뀌는 분포에 기인하였다는 사실을 확인하였다.SiO2 막을 약화시켜 절연막의 두께가 두꺼워졌음에도 기존의 SiO2 절연막의 절연 파괴 전압 및 누설 전류오 비교되는 특성을 가졌다. 이중막을 구성하고 있는 안티퓨즈의 ON-저항이 단일막과 비교해 비슷한 것을 볼 수 잇는데, 그 이유는 TiO2에 포함된 Ti가 필라멘트에 포함되어 있어 필라멘트의 저항을 감소시켰기 때문으로 사료된다. 결국 이중막을 구성시 ON-저항 증가에 의한 속도 저하 요인은 없다고 할 수 있다. 5V의 절연파괴 시간을 측정한느 TDDB 테스트 결과 1.1$\times$103 year로 기대수치인 수십 년보다 높아 제안된 안티퓨즈의 신뢰성을 확보 할 수 있었다. 제안된 안티퓨즈의 이중 절연막의 두께는 250 이고 프로그래밍 전압은 9.0V이고, 약 65$\Omega$의 on 저항을 얻을수 있었다.보았다.다.다양한 기능을 가진 신소재 제조에 있다. 또한 경제적인 측면에서도 고부가 가치의 제품 개발에 따른 새로운 수요 창출과 수익률 향상, 기존의 기능성 안료를 나노(nano)화하여 나노 입자를 제조, 기존의 기능성 안료에 대한 비용 절감 효과등을 유도 할 수 있다. 역시 기술적인 측면에서도 특수소재 개발에 있어 최적의 나노 입자 제어기술 개발 및 나노입자를 기능성 소재로 사용하여 새로운 제품의 제조와 고압 기상 분사기술의 최적화에 의한 기능성 나노 입자 제조 기술을 확립하고 2차 오염 발생원인 유기계 항균제를 무기계 항균제로 대체할 수 있다. 이와 더불

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제24권4호
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• pp.59-63
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• 2017

n-type GaN 반도체는 광전극으로서 우수한 성질을 가지고 있지만, 표면에서 일어나는 산소반응으로 인한 광부식으로 신뢰성이 저하되는 큰 단점이 있다. 이를 근본적으로 억제하기 위하여 표면에서 수소 발생 반응이 일어나는 p-type GaN를 광전극으로 사용함으로써 광부식을 피하고자 하는 연구가 진행되고 있다. 하지만 p-type GaN은 비저항이 높고 정공 이동도가 낮기 때문에 효율이 낮다는 단점을 가지고 있다. 본 연구에서는 이러한 문제를 p-type GaN의 activation 공정을 통해 개선하고자 한다. 전극으로 사용될 p-type GaN을 $N_2$ 분위기의 $500^{\circ}C$에서 1 분 동안 annealing을 하였다. Hall effect 측정을 통하여 전기적 특성을 확인하였으며, potentiostat (PARSTAT4000) 측정을 통하여 광전기화학적 (photoelectrochemical, PEC) 특성을 분석하였다. 그 결과 annealing 공정을 통하여 광전류밀도가 1.5배 이상 향상되었으며, 3시간 동안 안정적인 광전류 값을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제6권6호
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• pp.468-472
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• 2005

유리병의 제조에 있어서 유리 융체가 금형 벽면에 부착하는 것을 방지하기 위하여 성형할 때마다 금형 내벽면을 윤활제로 도포하는 공정이 있다. 금형 벽면을 통기성이 있는 다공질 소결체로 제조하면 도포공정을 생략할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 스테인리스 중에서 내열${\cdot}$내마모 특성이 가장 우수한 310L계 조대 분말($-150{\mu}m$) 및 420J2 계 미세 분말($40{\~}50{\mu}m$)을 사용, 유리 금형용 내벽면 재로서 가장 적합한 다공질 소결체(소결체의 밀도: $85{\~}90\%$)를 제작하기 위하여 성형압력, 소결 분위기, 소결온도 및 시간을 변화시켜 다음과 같은 결과를 얻었다. (1) 고상 소결로서는 입자 크기가 큰 310L분말을 가지고는 어느 경우에 있어서나, 목적하는 소결 밀도를 얻을 수 없었다. (2) $2ton/cm^2$의 성형압력으로 성형한 실형상 성형체를 양산용 진공($1300^{\circ}C$, 2시간) 소결로에서 소결한 결과, 소결체의 밀도는 $310L+0.03\%B$, 420J2, 420J2+(0.03, 0.06)$\%$B에서 각각 6.2(79$\%$), 6.6(86$\%$), 7.3(95$\%$), $7.6(99\%)g/cm^3$로 나타났다. 따라서, 420J2계 분말(저압성형) 및 310L+0.03$\%$B(고압성형)분말을 사용하여 진공 중 소결하면 목적하는 통기도를 가진 소결체를 제작할 수 있다는 것을 알았다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.411-412
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• 2013

최근 UV LED는 생화학 및 의료 산업에서 많은 각광을 받고 있다. 특히, 360nm 이하의 파장대를 갖는 UV LED는 치료 기술, 센서, 물이나 공기 등의 정화와 같은 목적으로 특별한 관심이 쏠리고 있다 [1]. 이러한 지속적인 연구를 통하여 현재까지 UV LED는 거대한 성장을 이루어 왔다. 하지만 이러한 노력에도 불구하고, 360 nm 이하의 UV LED는 여전히 오믹 접촉과 전류 분산이 원활하지 못하다는 문제점을 가지고 있다. 이것은 UV LED의 외부 양자 효율을 감소시키고, 더 나아가 극도로 낮은 광 추출 효율을 초래한다. 최근 이러한 문제를 해결하고자, 투명 전도성 산화물(TCO)을 금속 전극과 p-AlGaN 사이에 삽입해주는데, 현재 가장 널리 사용되는 TCO 물질은 ITO 이다 [2]. 하지만 ITO 물질은 상대적으로 작은 밴드갭(3.3~4.3 eV)과 단파장 빛이 가지는 큰 에너지로 인하여 deep-UV 영역에서는 빛이 투과하지 못하고 대부분 흡수된다 [3]. 따라서 본 연구에서는 기존의 박막형 ITO 투명 전극에 비해 투과도 손실을 최소화할 수 있는 mesh, grid 기반의 투명전극을 연구하였다. Fig. 1과 같이 $5{\mu}m$, $10{\mu}m$, $20{\mu}m$ 간격으로 이루어진 mesh, grid 구조의 투명전극을 구현하여 투과도 손실을 최소화하면서 우수한 전기적 특성을 확보하기 위한 구조 최적화 연구를 진행하였다. 본 연구를 위해 mesh, grid 구조의 ITO 전극 패턴을 photolitho 공정으로 형성하였으며, e-beam 증착법으로 60 nm 두께의 ITO 전극을 형성 후 질소 분위기/$650^{\circ}$에서 30초 동안 RTA 공정을 진행하였다. Fig. 1에서 볼 수 있듯이 mesh, grid의 간격이 증가할수록 투명 전극이 차지하는 면적이 감소하여 투과도는 향상되는 반면, 투명 전극과 p-GaN과의 접촉 면적 또한 감소하므로 오믹 특성이 저하된다. 따라서 투과도 손실을 최소화하면서 우수한 전기적 특성을 확보하기 위해 mesh는 $20{\mu}m$, grid는 $10{\mu}m$ 간격의 구조로 각각 최적화하였다. 그 결과 박막 기반의 ITO 투명전극 대비 최대 약 10% 향상된 투과도를 확보하였으며, I-V Curve 결과를 통하여 p-GaN 기판과 mesh 구조의 ITO 전극 사이에 박막 기반의 투명 전극과 비슷한 수준인 $0.35{\mu}A(@5V)$의 전기적 특성을 확보하였다. 결과적으로 mesh, grid 기반 투명전극의 구조 최적화를 통하여 p-GaN과 원활한 오믹 접촉을 형성하는 동시에 기존 박막형 ITO 투명 전극 구조보다 높은 투과도를 확보할 수 있었다.

• 한국재료학회지
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• 제2권3호
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• pp.180-190
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• 1992

ZMR공정에서 발생하기 쉬운 폴리실리콘의 엉김현상(agglomeration), 슬림, 그리고 실리콘기판이 국부적으로 녹는 현상 등을 방지하기 위한 방법과 재결정화된 박막의 질을 향상시키기 위하여 폴리실리콘과 보호 산화막(capping oxide)두계를 변화시킨 실험 결과를 서술한다. 폴리실리콘의 엉김현상은 폴리실리콘과 보호 산화막 그리고 폴리실리콘과 매몰 산화막(buried oxide)의 계면에서의 wetting각과 관계되는데, 엉김현상을 방지하기 위해서는 암모니아 가스 분위기에서 $1100^{\circ}$C, 3시간 동안 열처리하여 폴리실리콘과 보호 산화막 그리고 폴리실리콘과 매몰 산화막의 계면에 질소를 주입시키면 된다. 실리콘 기판의 뒷면이 국부적으로 녹아 SOI구조가 파괴되는 현상과 슬립은 실리콘 기판의 뒷면을 모래타격(sandblast)하여 약 $20{\mu}m$의 거칠기를 가지도록 했을때 방지할 수 있었다. 재결정화된 폴리실리콘의 두께가 두꺼워짐에 따라 재결정화된 박막에서 subboundary의 간격은 넓어지고, 재결정화된 실리콘 두께의 균일성은 보호 산화막이 두꺼울수록 향상된다. 폴리실리콘의 두께를 $1{\mu}m$로 하였을때 subboundary의 간격은 약 $70-120{\mu}m$정도였고 폴리실리콘의 두께가 $1{\mu}m$이고 보호산화막의 두께가 $2.5{\mu}m$일때, 재결정화 후 실리콘의 두게 균일도는 약 ${\pm}200{\AA}$정도였다.