• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.117-117
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• 2016

일반적인 박막 성장용 CVD는 막 성장 시간이 짧게는 수분에서 수시간 정도 소요하기 때문에 장비에 문제가 발생 할 시 조치를 취하고 다음 현상을 개선하기에 용이 하였다. 그리고 대분분의 장비가 국산화되어 있을 만큼 많은 경험치가 축척되어 있다. 그러나 2, 4 족 화합물 성장용 CVD는 고아학 렌즈 생산용 장비로 국내에서는 아직 생소하고 공정 경험이 없는 새로운 장비이다. 2,4 족 화합물의 특징은 다음과 같다. 2,4 족 화합물은 M, N 이라는 두가 물질이 결합하여 형성한다. 2,4 족 화합물은 높은 융점과 낮은 증기압을 갖니다. 이런 물질들은 고온에서 아래와 같이 평형적으로 반응한다. $$nMN_{(s)}=nM_{(g)}+Nn_{(g)}$$ 화합물인 $MN_{(g)}$의 상태로 존재할 수 있으나 일바적으로 n=2인 4족 원소의 2원자 분자로된 기체가 지배적이다. 증기상을 이용한 성장 공정에서는 구성 원자나 분자를 만들어내는 단계, 이들을 공급원에서 기판까지 수송하는 단계, 기판 위에 흡착하는 단계, 핵의 생성과 단결정을 생성하는 단계, 필요치 않는 구성물을 제거하는 단계를 거쳐 공정이 진행 된다. 각 공정은 성장 물질에 충분한 자유도를 주어야하고 자유도를 주기 위해서는 많은 열에너지가 공급 되어야 한다. 따라서 기존의 박막 성장 공정 보다 성장 속도가 느리고 증착하는 양보다는 버리는 양이 많으며 버려지는 성장물질들은 급격한 온도 변화가 생기는 곳에서 급격히 증착하기 시작한다. 본 성장 공정이 진행되는 압력은 30 torr 부근이며 공정 온도는 $1000^{\circ}C$ 부근이다. 30 torr 영역에서는 열전달이 대기압과 같은 속도로 진행되기 때문에 지속적으로 온도에의해 손상을 받는 부위가 있을 수 있다. 높은 공정 온도와 높은 공정 압력은 내부 구조물로 발생된 열을 빠르게 장비 표면으로 수송하게 되고 그 결과 장비의 연결 부분에 장착된 오링에 손상을 주게 된다. 오링 손상을 방지 하기위해 냉각수 라인을 형성하여 오링을 보호하게 되면 열역학적 기울기가 급격히 발생하는 부분이므로 CVD의 반응 부산물들이 빠른 시간동안 증착하게 되고 막히는 현상이 발생하게 된다. 목표한 두게까지 박막을 성장시키기 위해서는 장시간 공정이 필수이며 장시간 공정을 안정적으로 가져가지 위해서는 배기 라인의 막힘 현상을 해결하여야 한다. 본 논문에서는 막힘 현상의 진행을 시간에 따라 해석하였으며 장시간 공정을 진행하기위해 필요한 요소와 기구적으로 조치가 가능한 방법에 대해 작성하였다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2003.03a
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• pp.32-32
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• 2003

Calcuim borate 화합물의 하나인 Colemanite 천연원광을 출발물질로 붕산을 제조하는 공정에 대한 연구로 황산 첨가량과 처리온도, 건조온도와 시간에 따라 생성되는 붕산의 결정상과 수득률, 순도 및 입자의 형상을 관찰하였다. 황산 첨가로 붕소 성분은 용해되어 액상에 남고, SO$_4$$^{2-}$ 와 결합하여 불용성 고체로 분리되고, 붕소의 온도에 따른 용해도 차를 이용하여 재결정화하는 방법으로 99% 이상의 순도를 갖는 붕산(H$_3$BO$_3$)을 얻었다. 공정의 각 단계에서 생성되는 화합물을 TG, NMR, IR, XRD, ICP 등의 방법으로 분석하여 최적 제조 조건을 찾았다.

• Proceedings of the Korean Fiber Society Conference
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• 1998.04a
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• pp.310-314
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• 1998

면직물에 있어서 머서화는 고부가가치를 부여한다는 점에서 중요한 가공공정이다. 일반적으로 머서화공정은 수산화나트륨(NaOH)을 이용하여 농도 15~30%, 온도 0~4$0^{\circ}C$의 범위에서 행한다. 이와같은 머서화공정에 있어서 NaOH 용액의 농도와 온도를 변화시켜 면을 머서화한 경우의 상태도를 Figure 1에 나타내었다[1]. 셀룰로오스와 NaOH의 반응은 발열반응이므로, 온도가 높아지면 머서화가 충분히 진행되지 않는다.(중략)

• Proceedings of the Korean Society of Computer Information Conference
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• 2015.01a
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• pp.297-298
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• 2015

반도체 제조 및 FPD제조 공정 중 WAFER 및 GLASS 제품의 상태를 직접적으로 관리하는 기술로서 기존에 널리 사용하고 있는 방법은 CHAMBER의 온도나 상태 등의 설비 컨디션 상태를 관리 모니터링 하는 것이다. 반도체 제조의 공정비용을 최소화하기 위하여 기존 방법과 달리 WAFER 및 GLASS의 온도 상태 등을 직접적으로 모니터링 하는 시스템으로 반도체 FPD제조 공정 중 장비의 개별 특성에 따라 제품의 공정 편차로 인해 발생되는 공정불량을 실시간으로 모니터링함으로서 불량을 최소화 할 수 있는 시스템을 제안한다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.405-405
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• 2010

Thermocouple 을 통해 Inductively coupled plasma 에 노출된 실리콘 기판 표면온도를 공정조건 변화 에 따라 실시간 (in-situ) 측정하였다. 이를 바탕으로 공정변화에 따른 플라즈마 내 활성종의 거동을 연구하였다. 더 나아가 기판의 표면온도변화 및 활성종의 거동해석을 토대로 공정변화에 의한 딥 실리콘 구조형성 메커니즘을 해석하였다. 플라즈마에 노출된 기판표면 온도를 상승시키는 주 활성종은 positive ion 이며 ICP power, Bias power, 플라즈마 압력 변화에 따라 positive ion 의 밀도 및 가속에너지가 변화하는데 이러한 거동변화는 기판의 표면온도를 변화시킴을 알 수 있었다. 딥 실리콘 구조의 측벽 및 바닥에 형성되어 있는 passivaiton layer 즉 $SiO_xF_y$(silicon oxyflouride) 는 온도에 매우 민감한 물질이며 이는 딥 실리콘 구조 내부로 입사하는 positive ion 거동변화에 따라 그 성질이 변화하여 deep Si 구조 형상을 변화시킴을 알 수 있었다. 기판표면 온도가 $0^{\circ}C$ 이하의 극저온으로 유지된 상황에서 플라즈마를 방전할 경우 positive ions 의 가속에너지로 인해 기판표면온도가 상승하며 액화질소 유량증가를 통해 다시 기판의 표면온도를 유지시킬 수 있었다. 이를 통해 플라즈마 방전 전과 방전 후의 기판 표면온도는 상온의 기판뿐만 아니라 극저온의 기판에서도 다름을 알 수 있었다. 냉각환경 변화에 따른 딥 실리콘 구조형성 메커니즘을 positive ions 거동 그리고 온도 감소에 의한 $SiO_xF_y$ 성질 변화를 이용해 해석할 수 있었다.

• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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• v.9 no.3
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• pp.347-352
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• 1999

The finite element formulation and simulation of drying process for ceramic electric insulators are investigated. The heat and moisture movements in green ceramics caused by the interaction of temperature gradient, moisture gradient, conduction, convection and evaporation are considered. The variations of temperature and moisture not only change the volume but also induce the hygro-thermal stress. The finite element formulation for solving the temperature and moisture distributions as well as the associated hygro-thermal stresses is derived. Using the computer code developed, the drying process of a ceramic electric insulator is simulated. Temperature distribution, moisture distribution, hygrothermal stress and deformed shape during the drying process are predicted.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2018.06a
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• pp.105-105
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• 2018

스테인리스강은 내식성과 내구성이 우수하여 파이프 및 일반 구조용 고온재료에 널리 사용된다. 그러나 선박 및 해양플랜트 등의 고부가가치 산업에 사용될 경우 내피로성, 내구성 및 내식성이 더욱 요구되고 있다. 특히 해수 환경 하에서 스테인리스강은 재료 표면의 부동태 피막 파괴로 공식 또는 틈부식에 의한 국부부식을 초래하여 해양환경용 재료로 사용하는데 제한적이다. 플라즈마 이온질화는 저온에서 열처리가 가능하며 재료의 변형이 없어 스테인리스강에 널리 적용되는 열화학적 표면처리 기술이다. 플라즈마 이온질화는 일반적으로 고온에서 실시하여 스테인리스강의 기계적 특성을 향상시키는 목적으로 주로 적용하였으나, 저온-플라즈마 이온질화 처리 시 질소의 확산계수 증가로 표면에 S-phase 생성에 기인하여 부식 저항성이 향상된다고 알려져 있다[1-2]. 그러나 해수 펌프, 밸브, 스트레이너(Strainer) 등의 해양 환경용 기자재로 널리 사용되고 있는 주조 스테인리스강에 대한 플라즈마 이온질화 적용과 그 연구는 미비하다. 따라서 본 연구에서는 주조용 스테인리스강에 대하여 플라즈마 이온질화 기술을 적용하여 공정온도에 따른 해수 내 전기화학적 부식 특성을 규명하였다. 플라즈마 이온질화 공정은 $25%N_2$와 $75%H_2$ 비율로 $350^{\circ}C{\sim}500^{\circ}C$의 공정온도에서 10시간 동안 실시하였다. X-선 회절분석을 통해 공정온도 변수에 따른 표면에 형성된 질화층의 상변화를 분석하였다. 또한 비커스 경도계를 이용하여 표면경도를 측정하여 기계적 특성 향상을 확인하였다. 전기화학적 부식 실험 후 표면 손상 형상 관찰, 무게 감소량 및 손상 깊이 계측을 통해 공정 온도와 부식 저항 특성을 규명하였다. 또한 타펠 분석을 통해 모재와 플라즈마 이온질화 온도 변수에 따른 부식 속도를 비교 분석하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.06a
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• pp.59.2-59.2
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• 2010

결정형 태양 전지의 보급화를 위하여 고순도 실리콘을 저렴하게 제조할 수 있는 기술 개발이 필요하다. 본 연구에서는 고순도 실리콘을 경제적으로 제조하기 위하여 대역 정제에 의한 일방향성 응고법을 이용한 정련 연구를 진행하였으며, 응고 속도와 고 액상의 온도 구배가 정련도에 미치는 영향을 분석 하였다. 본 실험에 사용된 일방향 응고장치는 실리콘 용탕이 장입된 도가니 하부의 열 교환기를 통한 냉각에 의해 용탕 하부에서 상부 방향으로의 일방향성 응고가 진행되며, 응고 진행시 용탕의 흔들림에 의한 정련능의 감소를 방지하기 위해 가열 영역이 이동하는 Stober 공정을 채택하였다. 가열 영역은 실리콘 용융을 위한 상부 가열 영역과 응고 진행시 응고부의 온도 제어를 위한 하부 가열 영역으로 구성되어 있으며, 두 가열 영역의 온도 제어를 통해 응고중인 실리콘의 고 액상의 온도 구배를 조절하였다. 일방향 응고에 의한 정련법에서 고 액상의 온도 구배가 증가할수록 2차 수지상의 발달이 감소하고, 주상정의 수지상 형태를 유지하게 되어 고 액 공존영역에서 액상 영역으로의 확산이 원활하게 이루어져 분배계수를 이용한 정련도가 좋아지게 되며, ICP 분석을 통해 온도 구배의 증가에 따라 정련능이 증가하는 양상을 확인 할 수 있었다. 고 액상의 온도 구배의 조절을 통한 공정 시간 대비 정련도의 향상을 통해 결정형 태양전지의 생산성의 증가를 통한 저가화를 이룰 수 있을 것이다.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.18 no.4
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• pp.296-301
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• 2009

An inductively coupled plasma assisted atomic layer deposition(ICP-ALD) system has been constructed for the deposition of ZnO thin films, and various experiments of ZnO thin films on p-type Si(100) substrates have been carried out to find the self-limiting reaction conditions for the ICP-ALD system under non-plasma circumstances. Diethyl zinc[$Zn(C_2H_5)_2$, DEZn] was used as the zinc precursor, $H_2O$ as the oxidant, and Ar as the carrier and purge gas. At the substrate temperature of $150^{\circ}C$, atomic layer deposition conditions based on self-limiting surface reaction were successfully obtained by series of experiments through the variation of exposure times for DEZn, $H_2O$, and Ar. ZnO deposition was repeated at different substrate temperatures of $90{\sim}210^{\circ}C$. As a result, the thermal process window(ALD window) for ZnO thin films was observed to be $110{\sim}190^{\circ}C$ and the average growth rate was measured to be constant of 0.29 nm/cycle. Properties of the film's microstructure and composition(Zn, O, etc.) were also studied. As the substrate temperature increases, the crystallinity was improved and ZnO(002) peak became dominant. The films deposited at all temperatures were high purity, and the films deposited at high temperatures had the composition ratio between Zn and O closer to one of a stable hexagonal wurtzite structure.

• Proceedings of the Korean Institute of Intelligent Systems Conference
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• 2002.12a
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• pp.166-169
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• 2002

본 논문에서는 사출성형기의 배럴의 정밀 온도제어에 대해 논의하였다 현재 사출성형기의 온도제어는 온도 편차가 2도 내외이며, 예열후 안정화되는데 걸리는 시간이 길다는 단점이 있다. 향후 마이크로-나노 시스템 제작 공정에 있어서 대량생산 방법으로 사출성형이 주목받을 것으로 기대된다. 특히 온도 제어의 경우는 사출시 인가해야 할 온도가 녹는점 및 glassy 온도에서 유지가 되면서 충분히 유동을 가지는 온도를 지속적으로 유지를 해야하므로 사출 후 정밀성에 중요한 요소가 된다. 마이크로-나노 사출공정은 극 미세 사출이며 온도, 압력에 따른 재료 특성 변화가 발생할 수 있으므로 이를 최적의 조건으로 제어할 수 있어야 한다. 본 연구에서는 실제 사출성형기와 PC based PLC를 이용한 온도제어기를 구현하고 실험하였다. 이를 통해 기존의 온도제어의 단점을 줄이고, 제어성능을 극대화하여 향후 마이크로-나노 시스템에 적용 가능한 정밀 온도제어기를 제안한다.