• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.06a
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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.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2016.11a
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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.

• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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• v.8 no.2
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• pp.269-277
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• 1998

The crystallization method determines the material quality and consequent device performance. This paper investigates the crystallization of a-Si:H films on various substrate materials and analyzes the crystallization effect with and without using eutectic forming metals. From the examinations of the various substrate materials, a metal Mo was selected for the a-Si:H films growth and subsequent crystallization of it. For a sample without any eutectic metal layer, we observed grain size of $0.8{\mu}m$ after $1100^{\circ}C$ anneal treatment. To reduce crystallization temperature, we used some of the eutectic forming metals such as Au, Al and Ag. Poly-Si films with grain size over $10{\mu}m$ and (111) preferential plains were achieved using a premetal layer of Au at an anneal temperature of $700^{\circ}C$. The various crystallization effects of eutectic metal thickness and type were investigated for photovoltaic (PV) device applications.

• Proceedings of the International Microelectronics And Packaging Society Conference
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• 2003.11a
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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.

• Journal of Integrative Natural Science
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• v.2 no.3
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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.

• Resources Recycling
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• v.30 no.6
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• pp.36-42
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• 2021

Spent lithium-ion batteries are treated by reduction-smelting at high temperatures to recover valuable metals. Solvent extraction and precipitation of the HCl leaching solution of reduction-smelted metallic alloys resulted in a filtrate containing Ni(II) and a small amount of Si(IV). Adsorption and precipitation experiments were conducted to recover pure Ni(II) compounds from the filtrate. Si(IV) was selectively loaded onto polyacrylamide, but this method did not efficiently filter the solution due to an increase in viscosity. The addition of Na₂CO₃ as a precipitant to the filtrate led to the simultaneous precipitation of Ni(II) and Si(IV). However, it was possible to recover nickel oxalate with a purity higher than 99.99% by selectively precipitating Ni(II) with the addition of Na₂C₂O₄ as a precipitant.

• Resources Recycling
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• v.26 no.4
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• pp.19-25
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• 2017

The ways of producing metal silicon include a carbon reduction method, a plasma reduction method, and a thermite reaction method. The carbon reduction process produces metal silicon by metallurgical refining. The carbon reduction method is produced by adding a raw material mixed with quartz and coke to an electric arc furnace which is for carbon reduction. The cost of high energy costs and environmental protection facilities is an issue when producing metal silicon using electric arc furnaces. For this reason, there is no metal silicon production facility in Korea yet. Therefore, the optimal manufacturing conditions by the carbon reduction method are being studied through the experimental facilities by the companies and research institutes. The present study investigated the change of metal silicon purity according to the purity of silicon when extracting metal silicon using the thermit reaction, which has a relatively lower manufacturing cost than the carbon reduction method.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.5 no.4
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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.

• Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
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• 2002.05a
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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)

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 1999.11a
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• pp.81-81
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• 1999