• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.70.2-70.2
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• 2010

고순도 금속규소는 반도체, 태양전지 및 규소화 화합물 등의 원료로 사용되어왔으며, 최근 태양전지 시장 확대로 인해 고순도 금속규소의 수요가 증가하고 있다. 그러나 전량 수입 중인 고순도 금속규소의 수급 안정성과 품질 균일성 등이 문제가 되고 있어, 고순도 생산 공정 및 생산 에너지를 절감 공정에 관한 연구 개발이 필요한 실정이다. 이에 본 연구에서는 금속규소의 원료인 규석(SiO2)과 카본(C)의 환원반응을 온도와 압력별로 살펴보고, 평형 상태의 금속규소수율 조건을 알아보았다. 그리고 아크로 내부 위치에 따른 산화/환원 반응식을 고찰하여 주요 반응식의 깁스 자유 에너지를 비교 분석 하였다. 본 해석을 통한 실험용 아크로 제작과 기초실험을 통해 금속 규소 생산 수율 및 순도를 평가하였으며, 생산된 실리콘의 최대 순도는 약 99.8%로 측정되었다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2016년도 추계학술대회 논문집
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• pp.129.1-129.1
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• 2016

반도체, 디스플레이, PC 등 전자기기의 경우 소자 내 발생된 열로 인해 기기의 성능 및 효율, 수명 등이 감소하기 때문에 이러한 내부 열을 외부로 방출시켜줄 필요가 있다. 일반적으로 heat pipe나 냉각 팬(fan) 등의 외부장치에 의해 강제적으로 냉각해주는 기술이 있지만 휴대용 디바이스와 같이 작은 전자기기의 경우 소자 자체적으로 열전도 특성이 뛰어난 기판을 사용하여 열전도에 의해 열이 소자 밖으로 방출될 수 있도록 방열 설계를 해주어야 한다. 따라서 소자 전체를 지지해주고 열전도에 의해 방열 기능을 해주는 방열기판에 대한 관심이 증가하고 있다. 현재 가장 많이 사용되어지는 세라믹 방열기판으로는 알루미나가 있지만 보다 소자의 집적화와 고성능화로 인하여 열전도도가 높은 질화규소 기판의 요구가 증대되고 있다. 하지만 이러한 질화규소기판에 금속전극을 형성하는 기술은 종래의 알루미나 기판에 이용한 DPC(Direct Plated Copper), DBC(Direct Bonded Copper)기술을 적용할 수 없다. 그래서 현재는 메탈블레이징을 이용하여 전극을 형성하지만 공정비용 및 대형기판에 형성이 어려운 단점이 있다. 따라서, 본 연구에서는 질화규소 방열기판에 전기화학공정을 통하여 밀착력이 우수한 금속 전극 회로층 형성에 대한 연구를 진행하였다. 질화규소 방열기판에 무전해 Ni 도금을 통하여 금속층을 형성하는데 이 때 세라믹 기판과 금속층 사이의 낮은 밀착력을 향상시키기 위해 습식공정을 통하여 표면처리를 진행하였다. 또한 촉매층을 $Pd-TiO_2$ 층을 이용하여 무전해 도금공정을 이용하여 Ni, 전극층을 형성하였다. 질화규소 표면에 OH기 형성을 확인하기 위해 FT-IR(Fourier-transform infrared spectroscopy)분석을 실시하였으며 OH 그룹 형성 및 silane의 화학적 결합으로 인해 금속 전극층의 밀착력이 향상된 것을 cross hatch test 및 scratch test를 통해 확인하였고 계면 및 표면형상 특성 등을 분석하기 위해 TEM(Transmission electron microscopy), SEM(Scanning electron microscopy), AFM(Atomic-force microscopy)등의 장비를 이용하였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제8권2호
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• pp.269-277
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• 1998

수소화된 비정질규소 박막의 결정화 방법은 물질의 질과 후속으로 제작되는 성능을 결정한다. 본 논문은 다양한 기판위에 성장된 비정질규소 박막의 결정화 특성조사와 고용체 형성 금속 박막의 유.무에 따른 결정화 효과를 분석하였다. 다양한 기판조사로부터 Mo 기판이 비정질규소 박막을 성장하기위해 선택되었다. 고용체 형성 금속을 사용하지않은 경우 $1100^{\circ}C$ 열처리후에 결정립의 크기가 $0.8{\mu}m$에 달하는 다결정을 얻었다. 결정화 온도를 줄이기 위해 고용체 형성 금속인 Au, Al, Ag등을 사용하였다. 금속 Au를 사용하여 $700^{\circ}C$ 열처리 후에 결정입경 크기가 $10{\mu}m$ 이상이며 (111) 면 우선배향 특성을 갖는 다결정규소 박막이 달성되었다. 광전소자 응용을 위하여 규소박막과 고용체를 형성하는 금속종류, 금속두께 등의 결정화 영향을 조사하였다.

• 한국마이크로전자및패키징학회:학술대회논문집
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• 한국마이크로전자및패키징학회 2003년도 기술심포지움 논문집
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• pp.251-255
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• 2003

탄화규소 반도체에 대한 오옴성 금속 접촉 성질을 조사하기 위해 3종류의 금속 (Ni, Co, Cu)을 세척한 탄화규소 반도체 위에 직접 증착하여 전기적 성질을 조사 비교하였다. 이들 금속에 대한 오옴성 성질은 금속종류 뿐만 아니라 열처리조건에 대해서도 크게 좌우됨을 알 수 있었다. 열처리는 급속열처리 장치를 이용한 진공상태 및 환원 분위기에서 2-step 방법으로 시행하였다. 접합비 저항은 TLM 구조를 만들었으며 면저항$(R_s)$, 접촉저항$(R_c)$, 이동거리$(L_T)$, 패드간거리(d), 저항$(R_T)$ 값을 구하면 접합비저항$(\rho_c)$ 값을 구하여 알려진 계산식에 의해 추정하였다. 가장 양호한 결과는 Cu 금속에 의한 접촉 결과이었으며 접합비저항$(\rho_c)$은 $1.2\times10^{-6}{\Omega}cm^2$의 낮은 값을 얻을 수 있었다. 열처리는 진공보다 환원분위기에서 수행한 시편이 양호한 전기적 성질을 가짐을 알 수 있었다.

• 통합자연과학논문집
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• 제2권3호
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• pp.177-184
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• 2009

신소재(고분자, 금속, 세라믹)는 기존의 재료와는 다른 우수한 특성과 새로운 기능이 있어 우리 인류 복지에 매우 중요하며 우리는 무한대 생존 경쟁에 몰리고 있다. 이 중 무기고분자는 유기고분자의 단점을 보완하는 동시에 새로운 기능성을 가지므로 산업발전에 매우 중요하다. 다양한 무기고분자의 응용분야 중 세라믹 전구체로의 사용은 첨단 산업 분야에 막대한 발전을 초래하였다. 특히 규소를 함유하는 비산화성 세라믹인 탄화규소 (SiC) 및 질화규소 ($Si_3N_4$) 세라믹은 그 산업적 용도가 다양하다. 규소 고분자는 원료 물질이 값싸고 중합 수율이 높아서 경제적이고, 분자 내 Si와 C 또는 N의 비율을 자유자제로 조정할 수가 있고, 용융성 또는 용해성이 있으므로 성형가공이 가능하며, 세라믹 잔여 수율을 증대시키기 위해서 여러 화학반응에 의해 가교도 시킬 수가 있다. 열분해 조건에 따라서 SiC와 $Si_3N_4$ 등 선택의 조절이 쉬우며, 금속과 섞어서 열분해 함으로서 세멧도 제조할 수가 있다. 이런 종류의 연구는 신소재의 총아인 금속, 고분자, 세라믹 연구들이 함께 어우러진 종합 작품이라 할 수 있겠다. 여러 유형의 유기규소 고분자들을 다양하게 합성해서 그 열분해 과정을 좀 더 면밀히 연구한다면 산업적 응용 가능성은 매우 크리라 기대된다.

• 자원리싸이클링
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• 제30권6호
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• pp.36-42
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• 2021

폐리튬이온배터리에 함유된 유가금속을 회수하기 위해 고온에서 용융환원처리한다. 용융환원된 금속상을 염산용액으로 침출한 다음 용매추출과 침전으로 유가금속을 분리한 여과액에는 니켈(II)과 미량의 규소(IV)가 함유되어 있다. 여액으로부터 고순도 니켈화합물을 회수하기 위해 흡착법에 의한 규소(IV)의 분리와 니켈(II)의 선택적 침전에 대해 조사했다. Polyacrylamide는 규소(IV)를 선택적으로 흡착했으나 용액의 점도 역시 증가하여 여과가 어렵다. 침전제로 탄산나트륨을 첨가하면 니켈(II)과 미량의 규소(IV)가 공침되었다. 반면 옥살산나트륨은 상온에서 니켈(II)만을 선택적으로 침전시켜 순도 99.99% 이상의 니켈옥살산염 결정상을 회수할 수 있었다.

• 자원리싸이클링
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• 제26권4호
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• pp.19-25
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• 2017

금속실리콘을 제조하는 방법에는 탄소환원법, 플라즈마환원법, 테르밋반응 등이 있다. 상업용 금속실리콘을 대량 생산하는 방법으로 탄소환원법에 의한 아크전기로가 일반적으로 많이 사용되고 있다. 아크전기로를 이용한 생산시스템이 극복해야 할 문제로는 제조원가 중 전력비 비율이 30%를 차지할 정도로 높은 전기에너지 비용과 환경방지 시설구축 및 유지관리비용이다. 이러한 이유로 국내에서는 아직 아크전기로를 이용한 생산시스템이 상용화 제조시스템으로 구축되지 못하고 있다. 기업 및 연구기관에서 탄소환원법의 아크전기로를 이용하여 최적 생산시스템을 연구하고 있다. 세 가지 유형의 이산화규소를 테르밋반응을 통하여 순도변화를 알 수 있었다. 그리고 실험분석에서 테르밋반응을 사용하여 이산화규소 순도로 금속실리콘 순도 변화를 분석하였다. 이산화규소 순도와 금속실리콘 순도는 밀접한 관계가 있음을 알 수 있었다.

• 한국재료학회지
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• 제5권4호
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• pp.468-475
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• 1995

활성금속 브레이징 방법으로 스테인레스 스틸과 질화규소를 접합하여 기계적 특성 및 유한요소법을 사용하여 접합체에서 발생되는 잔류응력의 크기를 조사하였다. 고강도 접합체를 제조하기 위하여 연성금속인 Cu 및 Cu/Mo 적층체를 중간재로 사용하였으며, 중간재의 두께 및 구조에 따라 접합체에서 발생되는 잔류응력의 크기 및 분포가 접합강도에 미치는 영향에 관하여 조사하였다.중간재인 Cu의 두께가 0.2mm 일대 세라믹스에 발생되는 최대 잔류응력의 크기가 급격히 감소하였으며, 최대 접합강도가 나타났다. Cu/Mo 다층 중간재를 사용한 접합체에서는 Cu/Mo 두께비가 감소할수록 접합강도는 증가되었다. 스테인레스 스틸/질화규소 접합체에서 Cu/Mo 중간재의 사용은 Cu 중간재 사용보다 접합강도를 증가시키는데 효과적이었으며, 최대 접합강도는 450Mpa 정도이었다. Cu/Mo 중간재를 사용한 접합체에서는 Mo에 최대 인장방향의 잔류응력이 발생하여 강도 측정시 Mo의 지배적인 소성변형으로 잔류응력이 감소되어 접합체의 접합강도를 향상시키는 것으로 생각된다.

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국에너지공학회 2002년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.149-154
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• 2002

산업 부문 중 고온을 이용하는 에너지 다소비 부문인 제철ㆍ제강업, 요업, 화학공업, 및 금속공업 등에 있어서 고온 예열의 낭비 및 잦은 부품의 교체로 인해 가격의 상승, 국제 경쟁력의 약화 및 에너지 낭비가 초래되고 있다. 특히 알루미늄, 동 등의 금속 용해로에 사용되는 로재의 경우 금속재를 사용할 경우 고온에서의 사용이 제한적이며 부식 등에 의한 잦은 교체로 정확한 품질제어가 불가능하다.(중략)

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 1999년도 추계학술발표강연 및 논문개요집
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• pp.81-81
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• 1999