• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제19권2호
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• pp.7-15
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• 2012

최근 모바일 기기에 적용되는 반도체 패키지는 초소형, 초박형 및 다기능을 요구하고 있기 때문에 다양한 실리콘 칩들이 다층으로 수직 적층된 패키지의 개발이 필요하다. 패키지 및 실리콘 칩의 두께가 계속 얇아지면서 휨 현상, 크랙 및 여러 다른 형태의 파괴가 발생될 가능성이 많다. 이러한 문제는 패키지 재료들의 열팽창계수의 차 및 패키지의 구조적인 설계로 인하여 발생된다. 본 연구에서는 4층으로 적층된 FBGA 패키지의 휨 현상 및 응력을 수치해석을 통하여 상온과 리플로우 온도 조건에서 각각 분석하였다. 상온에서 가장 적은 휨을 보여준 경우가 리플로우 공정 조건에서는 오히려 가장 큰 휨을 보여 주고 있다. 본 연구의 물성 조건에서 패키지의 휨에 가장 큰 영향을 미치는 인자는 EMC의 열팽창계수, EMC의 탄성계수, 다이의 두께, PCB의 열팽창계수 순이었다. 휨을 최소화하기 위하여 패키지 재료들의 물성들을 RMS 기법으로 최적화한 결과 패키지의 휨을 약 $28{\mu}m$ 감소시킬 수 있었다. 다이의 두께가 얇아지게 되면 다이의 최대 응력은 증가한다. 특히 최상부에 위치한 다이의 끝 부분에서 응력이 급격히 증가하기 시작한다. 이러한 응력의 급격한 변화 및 응력 집중은 실리콘 다이의 파괴를 유발시킬 가능성이 많다. 따라서 다이의 두께가 얇아질수록 적절한 재료의 선택 및 구조 설계가 중요함을 알 수 있다.

• 한국가스학회지
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• 제3권1호
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• pp.21-26
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• 1999

화학공장에서 발생하는 사고는 공장 자체의 손실을 가져 올 뿐만 아니라 주위 지역에도 영향을 미친다. 그리고 사고로 인한 피해는 대형화할 가능성이 크다. 이에 따라 화학 공장의 안전 관리의 중요성이 부각되고 있다. 사고의 정량 평가는 사고의 규모를 미리 예측하는 것으로 이를 통해 공정 장치의 layout, 주위와의 최소 안전거리 예측, 대피 시설의 설치 등과 같은 대책을 세울 수 있다 본 연구에서는 화학공장의 3대 사고형태 중 화재와 폭발의 피해 예측을 용이하게 하기 위한 프로그램을 작성하였다. 화재의 경우에는 Pool Fire와 Fireball로 인한 피해를 예측할 수 있도록 하였고, 폭발의 경우에는 UVCE와 BLEVE로 인한 손실을 예측 할 수 있도록 하였다. 화재는 화염에서 나오는 복사열을 피해 정도를 예측하는 기준으로 사용하였고, 폭발은 과압을 기준으로 하였다. 특히, BLEVE의 경우에는 파편의 예상 비산 거리도 추정할 수 있도록 하였다. 각각의 결과를 이용해 Probit 분석을 할 수 있도록 하였다. 그리고 이를 기존에 발생했던 부천의 LPG 폭발 사고에의 분석에 사용해본 결과 노출 허용 거리가 800m이었다. 그리고 Probit 분석 결과 1도 화상, 2도 화상, 화재 사망은 각각 450m, 280m, 260m 이상일 경우 직접적인 피해가 없을 것으로 예측되었다. 사고 분석 결과는 이를 한국산업안전공단에서 Dupont의 SAFER 프로그램을 사용하여 얻어낸 예측치와 $3\%$이내의 같은 결과를 얻었다.

• 한국표면공학회지
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• 제50권6호
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• pp.465-472
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• 2017

The ingot fabrication conditions related with the thermal shock bearing phase and microstructure have investigated for the rare earth zirconate ceramic material, lanthanum gadolinium zirconate, as a thermal barrier coating using electron beam evaporation method. The thermal shock resistance of the prepared ingot was evaluated by high energy electron beam irradiation. The rare earth zirconate ceramic powder was prepared by controlling the raw material powder composition of $La_2O_3$, $Gd_2O_3$ and $ZrO_2$ so as to have a composition of $(La_{0.3}Gd_{0.7})_2Zr_2O_7$ which was selected from the former study. Ingot samples were prepared under two conditions. The first condition is prepared by sintering the prepared powder mixture to form an ingot. The second condition is prepared by calcining the prepared powder mixture to form a composite phase and then sintering to form an ingot. X-ray diffraction(XRD) and Scanning Electron Microscope(SEM) were used to analyze phase forming behavior and microstructure of ingot samples. Nanoindentation method used to obtain elastic modulus and hardness of each ingot specimen. Also the stress distribution of ingot was simulated by using FEM method assuming the ingot surface was exposed to electron beam. As a results, in the case of an ingot having a network-shaped microstructure in which relatively coarse pores are included, it seems that the thermal shock resistance was higher than in the case of an ingot having a microstructure composed of relatively fine grains only or particles with the similar level size when the high energy electron beam irradiation.

• 방사성폐기물학회지
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• 제8권2호
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• pp.99-105
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• 2010

본 연구에서는 전해환원공정에서 발생하는 폐용융염에서 LiCl을 재활용하기 위해 핵종제거 물질로 제올라이트를 사용할 때, 발생하는 폐제올라이트와 여기에 흡착된 유리염을 고감용으로 고화하는 경우의 고화체특성을 살폈다. 주종 핵종인 Cs의 침출속도는 붕규산유리보다는 석회유리로 고화한 경우, SAP과의 반응비와 유리의 첨가량을 변화시켜도 그 값은 1/10 정도로 낮았으며 그 범위는 0.1에서 $0.01g/m^2d$이었다. 한편으로 Sr의 침출속도는 유리의 종류와 첨가량변화에 크게 지배를 받지 않으며 Cs보다 훨씬 낮은 0.001에서 $0.0001g/m^2d$이었다. 그리고 압축강도는 유리의 함량이 증가할수록 감소하였고, 열팽창율은 어떤 온도에서도 유리를 30% 함유한 것이 가장 적게 나타났다. 한편으로 이 고화체들의 용융온도는 약 $1,100^{\circ}C$로서 유리의 함량이 증가하면 약간씩 높아졌다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제7권6호
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• pp.1056-1063
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• 2006

10 nm-Ni/l nm-Ir(poly)Si과 10 nm-$Ni_{50}Co_{50}$/(poly)Si 구조의 박막을 열증착기로 준비하고 쾌속열처리기로 40초간 $300{\sim}1200^{\circ}C$ 온도 범위에서 실리사이드화 시켰다. 이들의 실리사이드 온도에 따른 면저항, 미세구조와 두께, 생성상, 화학조성과 표면조도의 변화를 사점면저항 측정기와 이온빔현미경, X선 회절기, 오제이 분석기, 주사탐침현미경을 써서 확인하였다. Ir과 Co의 혼입에 따라 기존의 $700^{\circ}C$에 한정된 NiSi에 비해 단결정, 다결정 실리콘 기판에서의 저저항 안정 구간이 각각 $1000^{\circ}C$, $850^{\circ}C$로 향상되었다. 이때의 실리사이드층의 두께도 20$\sim$50 nm로 나노급 공정에 적합하였다. Ir과 Co의 첨가는 단결정 기판에서의 니켈실리사이드의 고저항 $NiSi_2$로의 변태를 방지하였고, 다결정 기판에서 고온에서의 고저항은 고저항 상의 출현과 실리콘층과의 혼합과 도치현상이 발생한 것이 이유였다. Ir의 첨가는 특히 최종 실리사이드 표면온도를 3 nm 이내로 유지시키는 장점이 있었다 Ir과 Co를 첨가한 니켈실리사이드는 기존의 니켈실리사이드의 열적 안정성을 향상시켰고 나노급 디바이스에 적합한 물성을 가짐을 확인하였다.

• 자원리싸이클링
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• 제3권3호
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• pp.32-49
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• 1994

포항제철소에서 발생되는 석회석슬러지의 기본탄산계 특성중의 일부분인 수화반응 연구를 수행하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 석회석슬러지는 광물조성상 calcite이며 고품위(CaO 51%) 미분말(15~22$\mu\textrm{m}$) 석회석으로 보통탄산칼슘 영역 (-3mm + 325mesh)에 속하는 것으로 분류되었다. 2. 석회석슬러지는 수세슬러지와 소성로 습식집진 dust의 혼합슬러지이며 약 8:2의 비율로 구성되어 있다. 수차례 시료채취한 소성로 습식집진 dust는 전형적인 calciteduTdmsk 실조업에서는 일부 열분해 시작한 quick lime과 다시 집진수와 수화된 slaked lime의 혼재가 예상되므로 두 공정 슬러지의 분리로 석회석슬러지의 품위를 향상시킬 수 있다. 3. 석회석슬러지를 소성, 수화하여 제조된 slaked lime의 각종 수화반응기 종류별에 변화에 대해 검토하였다. 일반적인 기계적인 교반기인 magnetic stirrer의 shaking incubator, ultrasonic vibration reactor을 비교 검토한 결과 ultrasonic vibration reactor에서 격렬하지 않은 수화반응과 타반응기 보다 미세한 분체생성 및 균일한 입도분포의 특징을 갖고 있었다. 4. Ultrasonic vibration reactor에서 미분말의 slaked limetod성에 최적인 광액 농도는 10wt%이하였으며, 수화완료 시간도 5~10분으로 타반응기 보다 짧았다. 5. 석회석슬러지는 천연산 석회석을 원료로 한 경우 10~20$\mu\textrm{m}$의 불균질 slaked lime 분체를 생성에 반해 석회석슬러지는 균일한 1~5$\mu\textrm{m}$ 분체를 생성하였다.

• 공학논문집
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• 제4권1호
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• pp.69-85
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• 2002

병유리 파유리는 생산하고자 하는 제품과 같은 조성을 가지고 있어 아무리 투입해도 문제가 발생하지 않지만 수급에 문제가 발생하고 있어 예전에는 사용하지 않고 폐기하던 판상 파유리를 사용하고 있다. 그러나 현재 판상 파유리를 사용하면서 판상 파유리의 이질성 때문에 실투, Stone과 같은 많은 문제가 발생하고 있다. 이것의 원인은 $Al_2O_3$의 감소라 생각하고 장석을 통하여 $Al_2O_3$ 함량을 늘리고 판상 파유리의 사용량을 늘려 보고자 하였다. 자원의 재활용(파유리 재활용 증대)과 천연 원료의 사용량 감소에 따라 경제 적으로 많은 이익을 얻을 수 있고 자연 환경의 보전 즉 환경 문제에도 도움을 줄 것이다. 판상 파유리의 비율이 증가함에 따라 $Al_2O_3$의 함량이 감소하는 모습을 볼 수 있었다. 부족한 $Al_2O_3$의 양을 보완하기 위해 장석의 투입량을 증가시켜 $Al_2O_3$의 함량을 보완했다. EDS DATA를 분석해 보면 Si, O의 Pick 만이 존재하는 것을 확인 할 수 있어 나타난 결함이 $SiO_2$계임을 알 수 있었고, SEM 사진을 분석해 보면 $120^{\circ}$의 세 방향으로 열팽창 계수 차에 의해 모습을 볼 수 있어 이것이 Crystobalite 또는 Tridymite라는 것을 알 수 있었다. 편광 현미경에 의한 관찰 결과를 보면 Quartz, tridymite 그리고 Crystobalite Stons과 비슷한 모습을 볼 수가 있었다. 그리고 상평형도에 삼성분에 의한 삼중점을 찾아본 분석해보면 삼중점들이 Tridymite 상의 위치에 있는 것을 볼 수 있어 Tridymite라고 결론을 지을 수 있었다. 따라서 $Al_2O_3$의 한계 임계율은 7.5%인 것을 알 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2000년도 제18회 학술발표회 논문개요집
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• pp.76-76
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• 2000

최근 비정질 SiC 박막은 열과 광안정도면에서 비정질 Si 박막에 비해 우수하며 공정변수들을조절함으로써 비교적 쉽고 다양하게 광학적.전기적 특성을 얻을 수 있고, 낮은 광흡수계수 및 105($\Omega$cm)1 이상의 높은 전도도를 가지고 있어 Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition(PECVD)을 통해 가전자제어 (Valency electron control)가 가능한 비정질 SiC 박막이 제작된 이래 대한 많은 연구가 진행되고 있다. 결정성이 없는 비정질 물질은 상대적으로 낮은 온도에서 성장이 가능하며, 특히 glow-sidcharge 방식으로 저온에서 성장시킬 수 있음에 따라 유리등과 같은 다른 저렴한 물질을 기판으로 이용, 넓은 면적의 비정질 SiC 박막을 성장시켜 여러 분야의 소자에 응용되고 있다. 비정질 SiC 박막이 넓은 에너지띠 간격을 갖는 물질이라는 점과 화학적 안정성 및 높은 경도, 비정질성에 기인한 대면적 성장의 용이성 등의 장점이외에, 원자의 성분비 변화에 의해 에너지띠 간격(1.7~3.1eV)을 조절할 수 있다는 점은 광전소자의 응용에 큰 잠재성이 있음을 나타낸다. PECVD 방식으로 성장된 비정질 SiC 박막은 태양전지의 Window층이나 발광다이오드, 광센서, 광트랜지스터 등에 응용되어 오고 있다. 본 연구에서는, RF-PECVD(ULVAC CPD-6018) 방법에 의하여 비정질 Si1-xCx 박막을 2.73Torr의 고정된 압력에서 RF 전력(50~300W), 증착온도(150~30$0^{\circ}C$), 주입 가스량 (SiH4:CH4)등의 조건을 다양하게 변화시켜가며 증착된 막의 특성을 평가하였다. 성장된 박막을 X-ray Photoelectron Spectroscopy(XPS), UV-VIS spectrophotometer, Ellipsometry, Atomic Force Microscopy(AFM)등을 이용하여 광학적 밴드갭, 광흡수 계수, Tauc Plot, 그리고 파장대별 빛의 투과도의 변화를 분석하였으며 각 변수가 변화함에 따라 광학적 밴드갭의 변화를 정량적으로 조사함으로써 분자결합상태와 밴드갭과 광 흡수 계수간의상관관계를 규명하였고, 각 변수에 따른 표면의 조도를 확인하였다. 비정질 Si1-xCx 박막을 증착하여 특성을 분석한 결과 성장된 박막의 성장률은 Carbonfid의 증가에 따라 다른 성장특성을 보였고, Silcne(SiH4) 가스량의 감소와 함께 박막의 성장률이 둔화됨을 볼 수 있다. 또한 Silane 가스량이 적어지는 영역에서는 가스량의 감소에 의해 성장속도가 둔화됨을 볼 수 있다. 또한 Silane 가스량이 적어지는 영역에서는 가스량의 감소에 의해 성장속도가 줄어들어 성장률이 Silane가스량에 의해 지배됨을 볼 수 있다. UV-VIS spectrophotometer에 의한 비정질 SiC 박막의 투과도와 파장과의 관계에 있어 유리를 기판으로 사용했으므로 유리의투과도를 감안했으며, 유리에 대한 상대적인 비율 관계로 투과도를 나타냈었다. 또한 비저질 SiC 박막의 흡수계수는 Ellipsometry에 의해 측정된 Δ과 Ψ값을 이용하여 시뮬레이션한 결과로 비정질 SiC 박막의 두께를 이용하여 구하였다. 또한 Tauc Plot을 통해 박막의 optical band gap을 2.6~3.7eV로 조절할 수 있었다.

• 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

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.128-128
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• 2010

중적외선 영역은 장애물에 의해서 파장의 흡수가 거의 일어나지 않기 때문에 적외선 소자에서 널리 이용되고 있다. 현재 대부분의 중적외선 소자에는 HgCdTe (MCT)가 사용되고 있지만, 3성분계 화합물이 가지는 여러 문제를 가지고 있다. 반면에, 2성분계 화합물인 인듐안티모나이드 (InSb)는 중적외선 영역 ($3-5\;{\mu}m$) 파장 대에서 HgCdTe와 대등한 소자 특성을 나타냄과 동시에 낮은 기판 가격, 소자 제작의 용이성, 그리고 야전과 우주 공간에서 소자 동작의 안정성 때문에 HgCdTe를 대체할 물질로 주목을 받고 있다. InSb는 미국과 이스라엘과 같은 일부 선진국을 중심으로 연구가 되었지만, 국방 분야의 중요한 소자로 인식되었기 때문에 소자 제작에 관한 기술적인 내용은 국내에 많이 알려지지 않은 상태이다. 따라서 본 연구에서는 InSb 소자 제작의 기초연구로 절연막과 pn 접합 형성에 대한 연구를 수행하였다. 절연막의 특성을 알아보기 위해, InSb 기판위에 $SiO_2$와 $Si_3N_4$를 PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)로 증착을 하였다. 절연막의 계면 트랩 밀도는 77K에서 C-V (Capacitance-Voltage) 분석을 통하여 계산하였으며, Terman method 방법을 이용하였다.[1] $SiO_2$는 $120-200^{\circ}C$의 온도 영역에서 계면 트랩 밀도가 $4-5\;{\times}\;10^{11}cm^{-2}$범위를 가진 반면, $240^{\circ}C$의 경우 계면 트랩 밀도가 $21\;{\times}\;10^{11}cm^{-2}$로 크게 증가하였다. $Si_3N_4$는 $SiO_2$ 절연막에 비해서 3배 정도의 높은 계면 트랩 밀도 값을 나타내었으며. Remote PECVD 장비를 이용하여 $Si_3N_4$ 절연막에 관한 연구를 추가적으로 진행하여 $7-9\;{\times}\;10^{11}cm^{-2}$ 정도의 계면 트랩 밀도 값을 구할 수가 있었다. 따라서 InSb에 대한 절연막은 $200^{\circ}C$ 이하에서 증착된 $SiO_2$와 Remote PECVD로 증착 된 $Si_3N_4$가 적합하다고 할 수 있다. 절연막 연구와 더불어 InSb 소자의 pn 접합 연구를 진행하였다. n-InSb (100) 기판 ($n\;=\;0.2-0.85\;{\times}\;10^{15}cm^{-3}$ @77K)에 $Be^+$이온 주입하여 p층을 형성하여 제작 되었으며, 열처리 조건에 따른 소자의 특성을 관찰 하였다. $450^{\circ}C$에서 30초 동안 RTA (Rapid Thermal Annealing)공정을 진행한 샘플은 -0.1 V에서 $50\;{\mu}A$의 높은 암전류가 관찰되었으며, 열처리 조건을 60, 120, 180초로 변화하면서 소자의 특성 변화를 관찰하였다.