• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.19 no.1
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• pp.67-73
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• 2012

After flash memory card(FMC) was manufactured by $B^2it$ process, interfacial reaction of silver bump with thermal stress was studied. To investigate bonding reliability of Ag bump, thermal shock and thermal stress tests were conducted and then examined on the crack between Cu land and Ag bump interface. Diffusion reaction of Ag bump/Cu land interface was analyzed using SEM, EDS and FIB. The Ag-Cu alloy layer due to the interfacial reaction was formed at the Ag/Cu interface. As the diffusivity of Ag ${\rightarrow}$ Cu is faster than Cu ${\rightarrow}$ Ag, a lot of (Cu, Ag) alloy layers were observed at the Cu layer than Ag. These alloy layers contributed to increase the Cu-Ag bonding strength and its reliability.

• Proceedings of the Korea Crystallographic Association Conference
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• 2002.11a
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• pp.45-47
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• 2002

반도체 소자의 고집적화 및 고속화가 요구됨에 따라 MOSFET 구조의 게이트 절연막으로 사용되고 있는 SiO₂ 박막의 두께를 감소시키려는 노력이 이루어지고 있다. 0.1㎛ 이하의 소자를 위해서는 15Å 이하의 두께를 갖는 SiO₂가 요구된다. 하지만 두께감소는 절연체의 두께와 지수적인 관계가 있는 누설전류를 증가시킨다[1-3]. 따라서 같은 게이트 개패시턴스를 유지하면서 누설전류를 감소시키기 위해서는 높은 유전상수를 갖는 두꺼운 박막이 요구되는 것이다. 그러므로 약 25정도의 높은 유전상수를 갖고 5.2～7.8 eV 정도의 비교적 높은 bandgap을 갖으며, 실리콘과 열역학적으로 안정한 물질로 알려진 HfO2[4-5]가 최근 큰 관심을 끌고 있다. 본 연구에서는 HfO₂ 박막을 실제 소자에 적용하기 위하여 전극 및 열처리에 따른 HfO₂ 박막의 미세구조 및 전기적 특성에 관한 연구를 수행하였다. 이를 위해, HfO₂ 박막을 reactive DC magnetron sputtering 방법으로 증착하고, XRD, TEM, XPS를 사용하여 ZrO₂ 박막의 미세구조를 관찰하였으며, MOS 캐패시터 구조의 C-V 및 I-V 특성을 측정하여 HfO₂ 박막의 전기적 특성을 관찰하였다. HfO₂ 타겟을 스퍼터링하면 Ar 스퍼터링에 의해 에너지를 가진 산소가 기판에 스퍼터링되어 Si 기판과 반응하기 때문에 HfO₂ 박막 형성과 더불어 Si 기판이 산화된다[6]. 그래서 HfO₂같은 금속 산화물 타겟 대신에 순수 금속인 Hf 타겟을 사용하고 반응성 기체로 O₂를 유입시켜 타겟이나 시편위에서 high-k 산화물을 만들면 SiO/sub X/ 계면층을 제어할 수 있다. 이때 저유전율을 갖는 계면층은 증착과 열처리 과정에서 형성되고 특히 500℃ 이상에서 high-k/Si를 열처리하면 계면 SiO₂층은 증가하는 데, 이것은 산소가 HfO₂의 high-k 박막층을 뚫고 확산하여 Si 기판을 급속히 산화시키기 때문이다. 본 방법은 증착에 앞서 Si 표면을 희석된 HF를 이용해 자연 산화막과 오염원을 제거한 후 Hf 금속층과 HfO₂ 박막을 직류 스퍼터링으로 증착하였다. 우선 Hf 긍속층이 Ar 가스 만의 분위기에서 증착되고 난 후 공기중에 노출되지 않고 연속으로 Ar/O₂ 가스 혼합 분위기에서 반응 스퍼터링 방법으로 HfO₂를 형성하였다. 일반적으로 Si 기판의 표면 위에 자연적으로 생기는 비정질 자연 산화막의 두께는 10～15Å이다. 그러나 Hf을 증착한 후 단면 TEM으로 HfO₂/Si 계면을 관찰하면 자연 산화막이 Hf 환원으로 제거되기 때문에 비정질 SiO₂ 층은 관찰되지 않았다. 본 실험에서는 HfO2의 두께를 고정하고 Hf층의 두께를 변수로 한 게이트 stack의 물리적 특성을 살펴보았다. 선증착되는 Hf 금속층을 0, 10, 25Å의 두께 (TEM 기준으로 한 실제 물리적 두께) 로 증착시키고 미세구조를 관찰하였다. Fig. 1(a)에서 볼 수 있듯이 Hf 금속층의 두께가 0Å일때 13Å의 HfO₂를 반응성 스퍼터링 방법으로 증착하면 HfO₂와 Si 기판 사이에는 25Å의 계면층이 생기며, 이것은 Ar/O₂의 혼합 분위기에서의 스퍼터링으로 인한 Si-rich 산화막 또는 SiO₂ 박막일 것이다. Hf 금속층의 두께를 증가시키면 계면층의 성장은 억제되는데 25Å의 Hf 금속을 증착시키면 HfO₂ 계면층은 10Å미만으로 관찰된다. 그러므로 Hf 금속층이 충분히 얇으면 플라즈마내 산소 라디칼, 이온, 그리고 분자가 HfO₂ 층을 뚫고 Si 기판으로 확산되어 SiO₂의 계면층을 성장시키고 Hf 금속층이 두꺼우면 SiO/sub X/ 계면층을 환원시키면서 Si 기판으로의 산소의 확산은 막기 때문에 계면층의 성장은 억제된다. 따라서 HfO₂/Hf(Variable)/Si 계에서 HfO₂ 박막이 Si 기판위에 직접 증착되면, 순수 HfO₂ 박막의 두께보다 높은 CET값을 보이고 Hf 금속층의 두께를 증가시키면 CET는 급격하게 감소한다. 그러므로 HfO₂/Hf 박막의 유효 유전율은 단순 반응성 스퍼터링에 의해 형성된 HfO₂ 박막의 유전율보다 크다. Fig. 2에서 볼 수 있듯이 Hf 금속층이 너무 얇으면 계면층의 두께가 두꺼워 지고 Hf 금속층이 두꺼우면 HfO₂층의 물리적 두께가 두꺼워지므로 CET나 EOT 곡선은 U자 형태를 그린다. Fig. 3에서 Hf 10초 (THf=25Å) 에서 정전 용량이 최대가 되고 CET가 20Å 이상일 때는 high-k 두께를 제어해야 하지만 20Å 미만의 두께를 유지하려면 계면층의 두께를 제어해야 한다.

• Journal of the Korean Society for Marine Environment & Energy
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• v.9 no.2
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• pp.72-78
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• 2006

Effect of organic loading rate on digester performance was evaluated under the conditions of same surface area/reactor volume ratio and different reactor diameter. At the low loading rate of $0.4\;kg\;COD/m^3{\cdot}d$, high rate of organic removal could be obtained regardless of reactor diameter. It can be estimated that reactor configuration can not affect reactor performance at the low loading rate. However, different performance depending on reactor diameter was observed at the organic loading rate of $6\;kg\;COD/m^3{\cdot}d$. That is, volatile acid accumulation and low COD removal efficiency was observed in reactor having 6.4 cm diameter, while volatile acid was not accumulated at all and high COD removal efficiency was observed in reactor having 3 cm diameter. Such a difference of reactor performance depending on reactor diameter can be explained that sludge bed can be fluidized by evolved gas bubble in narrow reactor while sludge bed can not be fluidized by evolved gas bubble only in wide reactor. At a high organic loading rate of $20\;kg\;COD/m^3{\cdot}d$, it can be judged that there is no relation between reactor configuration and reactor performance because all reactors showed very low COD removal efficiencies regardless of reactor diameter. Sludge bed fluidization is one of the most important factors in achieving efficient start-up of anaerobic digester. Narrow and tall type reactor is favorable condition for making sludge bed fluidization at a constant surface area/reactor volume ratio. Thus, it can be judged that reactor configuration and sludge bed fluidization have great influence to reactor performance.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2005.05a
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• pp.274-276
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• 2005

본 논문에서는 유동층 화학기상증착법(FB CVB; Fluidized Bed Chemical Vapor Deposition)으로 광촉매가 박막증착된 비드를 제조하였고 제조된 광촉매코팅비드의 광반응성을 연속식 반응기에서 아세트알데히드의 분해능력을 측정하여 분석하였다. 광촉매가 박막증착된 비드의 FE-SEM 분석 결과 글라스 비드 위의 티타니아는 비교적 매끄럽게 증착되었고, 실리카 위의 티타니아는 입자의 형태로 증착되었으며 알루미나 위의 티타니아는 결정상을 이루며 증착됨을 확인 할 수 있었다. Acetaldehyde 기체의 광촉매에 의한 분해 실험을 진행하기 위해 연속식 반응기를 설계 제작하였고, 이 반응기를 사용하여 제조된 광촉매 코팅입자의 광반응성을 살펴보았다. 반응기는 가스 주입구와 출구를 갖고 있으며, 중심부에 UV 램프가 설치되었다. 반응기는 내열유리(pyrex)로 제작하였으며, 체적은 100 ml이다. 반응기 내부의 중심부에 UV 램프가 설치되고 UV 램프와 반응기 외부사이에 유동층 화학기상증착법에 의해 티타니아가 박막증착된 광촉매입자가 위치하여 광반응성을 평가하였다. 유량변화에 따른 광반응성을 측정하였으며, 알루미나에 광촉매를 증착시킨 제품의 경우 가스유량 100cc/min에서는 acetaldehyde가 $100\%$ 분해되고, 가스유량 500cc/min에서는 $50\%$정도 분해되는 것을 알 수 있었다.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.8 no.9
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• pp.791-796
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• 1998

self-aligned silicide(salicide)제조시 CoSi2의 에피텍셜 성장을 돕기 위하여 Co와 Si 사이에 내열금속층을 넣은 Co/내열금속/Si의 실리사이드화가 관심을 끌고 있다. Hf 역시 Ti와 마찬가지로 이러한 용도로 사용될 수 있다. 한편, Co/Hf 이중층 salicide 트랜지스터가 성공적으로 만들어지기 위해서는 spacer oxide 위에 증착된 Co/Hf 이중층이 열적으로 안정해야 한다. 이러한 배경에서 본 연구에서는 SiO2기판 위에 증착한 Co 단일층과 Co/Hf 이중층을 급속열처리할 때 Co와 SiO2간의 계면과 Co/Hf와 SiO2간의 계면에서의 상호반응에 대하여 조사하였다. Co 단일층과 Co/Hf 이중층은 각각 $500^{\circ}C$와 $550^{\circ}C$에서 열처리한 후 면저항이 급격하게 증가하기 시작하였는데, 이것은 Co층이 SiO2와의 계면에너지를 줄이기 위하여 응집되기 때문이다. 이 때 Co/Hf의 경우 열처리후 Hf에 의하여 SiO2 기판이 일부 분해됨으로써 Hf 산화물이 형성되었으나, 전도성이 있는 HfSix 등의 화합물은 발견되지 않았다.

• Journal of the Korean Applied Science and Technology
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• v.34 no.1
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• pp.58-65
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• 2017

Fluidized bed gasification is technically and economically proven technology, which shows the high possibility of realization and commercialization. However, in Korea, development of FBG to the commercial scale for power generation and industry is mainly blocked by the fact that there is no experience of design, troubleshooting and operation of even pilot scale fluidized bed gasifier. In this study, a $3MW_{th}$ circulating fluidized bed(CFB) was newly developed for biomass gasification. The fluidized bed was mainly composed of circulating and bubbling fluidized reactors integrating in-situ tar removal step in the system. For cleaning of the tar and acid gas in the product gas, the sequential gas cleaning process comprised of a ceramic filter, rapid quencher and wet scrubber was adopted. Effect of equivalence ratio was investigated to find the optimal operating conditions for the $3MW_{th}$ integrated system of fluidized bed gasification.

• Journal of Life Science
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• v.24 no.5
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• pp.543-548
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• 2014

Aquifer recharge and recovery is a technology used to ensure a stable supply of clean water. During the process, river water is injected into a soil aquifer and stored. The stored water is then recovered and used to produce drinking water. It is important to understand quality improvement of the injected water while it is stored in the aquifer. In the present study, a lab-scale column reactor containing saturated-zone soil was employed to mimic an aquifer. The reactor was used to investigate microbial removal of nitrate that is a major inorganic contaminant detected in the Nakdong River. The reactor was introduced with river water that contained nitrate at concentrations (5.07, 6.81, 8.27, and 11.07 mg $NO_3{^-}/l$) detected downstream of the Nakdong River in the past 2 years. The nitrate concentrations decreased during the introduced water is retained in the reactor. Effluent from the reactor contained 1.49 mg $NO_3{^-}/l$ or less and had an average pH of 7.98 regardless of the nitrate concentrations of the influent. However abiotic control reactor showed similar nitrate-concentrations in its influent and effluent. Considering the result of abiotic control, the decreased nitrate concentration observed in the test column suggested that microorganisms in saturated-zone soil removed nitrate in the river water introduced into the reactor. Results of this study will be used to better understand microbial improvement of water quality in aquifer recharge and recovery technology.

• International Journal of Highway Engineering
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• v.8 no.4 s.30
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• pp.115-124
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• 2006

The objectives of this paper are to develop the structural condition evaluation technique using Falling Weight Deflectometer deflections and propose the structural condition criteria for asphalt pavements. To figure out correlation between surface deflections and critical pavement responses, the synthetic database has been established using the finite element pavement structural analysis program. A regression approach was adopted to develop the pavement response model that can be used to compute the stresses and strains within pavement structure using the FWD deflections. Based on the pavement response model, the procedure for assessing the structural condition of pavement layers was proposed in this study. To validate the condition evaluation procedure for asphalt pavements, the FWD test, dynamic cone penetrometer test, and repeated triaxial compression test were conducted on 11 sections of national highway and 8 sections of local road. Test results indicate that the tensile strain at the bottom of AC layer and AC elastic modulus were good indicators for estimating the stiffness characteristics of AC layer. For subbase layer, the BDI value and compressive strain on top of the subbase layer were appropriate to predict the structural capacity of subbase layer. The BCI value and compressive strain on top of the subgrade were found to be good indicators for evaluating the structural condition of the subgrade. The evaluation criteria for structural condition in asphalt pavements was also proposed in this paper.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.50 no.3
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• pp.511-515
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• 2012

In this study, we used a commercial simulator to investigate the gasification characteristics of Roto coal in the partitioned fluidized-bed gasifier, which consists of 4 parts such as coal pyrolysis, char gasification, tar/oil gasification and char combustion. The heating medium was exchanged between the combustion part and the gasification part in order to supply the energy needed for pyrolysis and gasification. The correlation model from experimental data in relation to the reaction temperatures, the reaction gases and the coal feed rates was derived for the coal pyrolysis. The equilibrium model was used for the gasification and the combustion model for the char combustion. In order to compare the reaction behavior of the partitioned fluidized-bed gasifier, the single-bed gasifier was also simulated. The cold gas efficiency of both partitioned fluidized-bed gasifier and single-bed gasifier was almost the same. The $H_2$ and $CH_4$ contents of the syngas in the partitioned fluidized-bed gasifier slightly increased and the CO and $CO_2$ contents slightly decreased, compared with the singlebed gasifier. In order to verify the model, ten cases of the single-bed gasification experiment have been simulated. The contents of CO, $CO_2$, $CH_4$ in the syngas from the simulation corresponded with the experimental data while those of $H_2$ was slightly higher than experimental data, but the tendency of $H_2$ content in the syngas was similar to the experiments. In the coal conversion, the simulation results were higher than the experiments since equilibrium model was used for the gasification so that the residence time and contact time in the model is different from the experiments.

• Solar Energy
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• v.15 no.1
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• pp.73-84
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• 1995

The present paper is on the utilization of a thermal decomposition reaction $Ca(OH)_2=CaO+H_2O$, for thermal energy storage. One of the important problems in this case is how to heat up and decompose the particle of $Ca(OH)_2$ effectively where the thermal conduction is poor. In this study, the effects of Cu-plates which are placed in the $Ca(OH)_2$ packed bed as heat transfer fins are investigated experimentally. The results show that the Cu-plates are very effective for heat transfer and the thermal decomposition in the $Ca(OH)_2$ packed bed. The amount of time to dehydrate took less than a half than that without fins under the conditions of this study.