• 전기전자학회논문지
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• 제22권1호
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• pp.180-184
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• 2018

산화갈륨 ($Ga_2O_3$)과 탄화규소 (SiC)는 넓은 밴드 갭 ($Ga_2O_3-4.8{\sim}4.9eV$, SiC-3.3 eV)과 높은 임계전압을 갖는 물질로서 높은 항복 전압을 허용한다. 수직 DMOSFET 수평구조에 비해 높은 항복전압 특성을 갖기 때문에 고전압 전력소자에 많이 적용되는 구조이다. 본 연구에서는 2차원 소자 시뮬레이션 (2D-Simulation)을 사용하여 $Ga_2O_3$와 4H-SiC 수직 DMOSFET의 구조를 설계하였으며, 항복전압과 저항이 갖는 trade-off에 관한 파라미터를 분석하여 최적화 설계하였다. 그 결과, 제안된 4H-SiC와 $Ga_2O_3$ 수직 DMOSFET구조는 각각 ~1380 V 및 ~1420 V의 항복 전압을 가지며, 낮은 게이트 전압에서의 $Ga_2O_3-DMOSFET$이 보다 낮은 온-저항을 갖고 있지만, 게이트 전압이 높으면 4H-SiC-DMOSFET가 보다 낮은 온-저항을 갖을 수 있음을 확인하였다. 따라서 적절한 구조와 gate 전압 rating에 따라 소자 구조 및 gate dielectric등에 대한 심화 연구가 요구될 것으로 판단된다.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제20권5호
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• pp.620-632
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• 2017

A chemical vapor curing method(CVC) was developed to cure polycarbosilane(PCS) fibers by using cyclohexene vapour as a non-oxygen active reactant, instead of air in oder to prepare the silicon carbide(SiC) fiber with low oxygen content. A cross-linked PCS fibers by cyclohexene vapor showed a completely different variation in IR spectra in comparison to the air-cured PCS fiber. CVC method resulted in less than 3 wt% in oxygen content. In this experiment conditions, The average tensile strength and modulus of SiC fiber obtained by CVC had 1995 MPa and 183 GPa respectively, which is higher than that of SiC fiber prepared by air-curing process.

• 한국해양공학회지
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• 제27권2호
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• pp.69-74
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• 2013

In this study, the crack healing effects of $Al_2O_3$ ceramics based on the heat treatment conditions were investigated. The influence of the additive amounts of SiC nanoparticles and the cycling process of indentation-heat treatment on the crack healing effect of $Al_2O_3$ ceramics were also examined. Three-point bending tests were carried out and the morphological changes in the fracture surface were observed by using FE-SEM. As a result, heat-treated samples in a vacuum or air atmosphere showed improved bending strengths compared to un-heat treated samples. This means that cracked specimens can be healed by heat treatment in a vacuum or air atmosphere. The crack healing effect of $Al_2O_3$ ceramics that were heat treated in an air atmosphere was much higher than that of those heat treated in a vacuum. After heat treatment, the $Al_2O_3$ ceramics with 30 wt% SiC nanoparticles showed a higher bending strength than those with 15 wt% SiC. The cyclic indentation and heat treatment did not remarkably affect the crack healing effect. The SEM images showed that the median crack, indenter mark on the surface, and pores in the fracture surface of a specimen almost disappeared after being heat treated in an air atmosphere.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권7호
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• pp.779-784
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• 2011

본 논문은 첨가제 $SiO_2$를 가지는 3종류의 SiC 세라믹스의 연마판 거칠기에 따르는 균열 치유 연구를 실시하였다. 혼합물은 질소가스 분위기에서 2053 K, 35 MPa, 1시간 동안 소결하였다. SiC 세라믹스 시험편의 최적 균열 치유 조건은 1373 K에서 1시간이다. 균열부의 치유 물질은 SiC와 $O_2$의 산화반응에 의한 유리상 $SiO_2$이다. 최적 치유 조건에서 미연마 SiC 세라믹스의 굽힘 강도는 완전하게 회복되지 않았다. 그러나 SAY, SAYS-1 및 SAYS-2 시험편에서 경제적인 면을 고려하면 1시간 열처리에서 상온 굽힘 강도가 가장 높게 나타난 SAY 시험편이 우수하다. $125\;{\mu}m$ 연마판의 연마 시험편은 결함의 수나 크기가 줄어들었으나, 열처리 후에도 표면 미세 결함이 완전하게 치유되지 못하였다. $40\;{\mu}m$ 연마판의 연마 시험편은 1시간 열처리 후 표면 결함이나 기공은 거의 없었으며, 굽힘 강도는 $6\;{\mu}m$ 연마판 경면 시험편의 강도만큼 회복하였다.

• 한국재료학회지
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• 제17권3호
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• pp.160-166
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• 2007

TRISO coatings on $ZrO_{2}$ surrogate kernels were conducted by a fluidized-bed chemical vapor deposition (FBCVD) method. Effects of the deposition temperature and the gas flow rate on the properties of SiC layer were investigated in the TRISO-coated particles. Deposition rate of the SiC layer decreased as the deposition temperature increased in the temperature range of $1460^{\circ}-1550^{\circ}C$. At the deposition temperature of $1550^{\circ}C$ the SiC layer contained an excess carbon, whereas the SiC layers had stoichiometric compositions at $1460^{\circ}C\;and\;1500^{\circ}C$. Hardness and elastic modulus measured by a nanoindentation method were the highest in the SiC layer deposited at $1500^{\circ}C$. The SiC layer deposited at the gas flow rate of 4000 sccm exhibited a high porosity and contained large pores more than $1{\mu}m$, being due to a violent spouting of particles. On the other hand, the SiC layer deposited at 2500 sccm revealed the lowest porosity.

• 한국세라믹학회지
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• 제42권8호
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• pp.575-581
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• 2005

SiC-based ceramics are considered as candidate materials for the advanced nuclear energy systems such as the generation IV reactors and the fusion reactors due to their excellent high-temperature strength and irradiation resistance. The advanced nuclear energy systems and their main components adopting ceramic composites were briefly reviewed. A novel fabrication method of $SiC_f/SiC$ composites by introducing SiC whiskers was also described. In addition, the charged-particle irradiation ($Si^{2+}$ and $H^{+}$ ion) into CVD SiC was carried out to simulate the severe environments of the advanced nuclear reactors. SiC whiskers grown in the fiber preform increased the matrix infiltration rate by more than $60\%$ compared to the conventional CVI process. The highly crystalline and pure SiC showed little degradation in hardness and elastic modulus up to a damage level of 10 dpa at $1000^{\circ}C$.

• 전기저널
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• 통권297호
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• pp.66-72
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• 2001

1957년에 사이리스터가 발표된 이래 파워반도체디바이스(이하 ''파워디바이스''라 한다)의 발전과 더불어 이것을 사용하여 전력변환$\cdot$제어와 이를 응용한 파워일렉트로닉스 산업도 현저한 발전을 이루어 왔다. 21세기를 맞이하여 지구의 유한성을 강하게 인식하고 자원과 에너지를 고도이용하는 순환형 사회에로의 전환을 도모하는 기술혁신과 IT(정보기술)를 구사한 기술보급의 움직임이 활발해지고, 파워일렉트로닉스와 그 키파트인 파워디바이스가 수행하여야 할 역할은 점점 더 중요해지고 있다. 이와 같은 배경 하에서 파워디바이스는 인버터제어를 주목적으로 사이리스터, GTO(Gate Turn-off Thyristor), 바이폴라트랜지스터, MOSFET(Metal Oxide Silicon Field Effect Transistor)에서 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)에로 진전되고, 그 응용분야도 가전제품에서 OA, 산업, 의료, 전기자동차, 전철, 전력에 이르는 폭넓은 분야로 확대되었다. 현재 파워디바이스를 취급하는 전력의 범위는 수W의 스위칭 전원에서 GW급의 직류송전까지 9단위까지에 이르러 광범위한 전력 제어가 가능하게 되었다. 한편 응용의 중심이 되는 IGBT는, 고속화와 저손실화 및 파괴 내량의 향상을 지향한 개량을 거듭하여 제5세대제품이 나타나기 시작하였다. 또한 IGBT에 구동$\cdot$보호$\cdot$진단 회로 등을 넣어 모듈화한 IPM(Intelligent Power Module)이 그 편리성과 소형화를 특징으로 파워디바이스의 주역의 자리에 정착하였다. 가전$\cdot$산업$\cdot$자동차$\cdot$전철의 각 분야에서는 시장 니즈에 최적 설계된 IPM이 개발되게 되어 보다 더한 시장확대가 기대되고 있다. 또한 종래의 Si(실리콘)에 대신하는 반도체 재료로서 SiC(실리콘 카바이드 : 탄화규소)에 대한 기대가 크고 MOSFET나 SBD 등의 파워디바이스의 조기실용화에의 대처노력도 주목할 만하다.

• 전기전자학회논문지
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• 제22권4호
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• pp.1226-1229
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• 2018

본 연구에서는 이온주입 된 4H-탄화규소(SiC) 에피 층 위에 환원된 그래핀 산화물 (r-GO)을 보호 층으로 적용하여 고온 열처리 공정 중 발생하는 표면 거칠기 악화를 개선하였다. 실험에 사용 된 4H-SiC 에피 층은 $4^{\circ}$ off-axis n-형 4H-SiC 기판 위에 $10{\mu}m$ 두께로 성장되었다. $n^+$-형 4H-SiC 층을 제공하기 위해 $1.73{\times}10^{15}cm^{-2}$ 농도의 질소를 고온 고에너지 이온주입 공정으로 주입하였고, 보호 층으로 사용한 r-GO는 스프레이 코팅 방식으로 4H-SiC 층 위에 형성하였다. r-GO를 보호 층으로 적용 한 결과, 적용하지 않은 시료에 비해 고온 열처리 후 표면 거칠기 (RMS)가 10배 개선되었으며, 전기적 측정으로 추출한 누설 전류를 통해 표면 거칠기 개선으로 표면 상태가 완화되었음을 확인하였다.

• 한국광학회지
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• 제27권3호
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• pp.106-113
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• 2016

본 논문에서는 37채널을 갖는 적응광학계용 SiC(Silicon Carbide) 변형거울의 파면 보상 성능 검증에 관한 내용을 다룬다. 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 SiC 변형거울의 파면 보상 성능을 예측하였고, 실제 closed-loop 적응광학계를 구성하여 파면 보상 성능을 확인 하였다. Closed-loop 적응광학계는 광원, 위상판, SiC 변형거울, 고속 샥-하트만 센서 그리고 제어용 컴퓨터로 구성되어있다. 회전하는 위상판에 의해 왜곡된 파면을 샥-하트만 센서로 측정하고, SiC 변형거울을 이용하여 왜곡된 파면을 보상해주는 시스템이다. 결과적으로 closed-loop 적응광학계에서 500 Hz의 속도로 PV(Peak-to-Valley) $0.3{\mu}m{\sim}0.9{\mu}m$, RMS(Root-Mean-Square) $0.06{\mu}m{\sim}0.25{\mu}m$의 왜곡된 파면을 PV $0.1{\mu}m$, RMS $0.03{\mu}m$이하로 보상시킬 수 있었다.

• 자원리싸이클링
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• 제21권5호
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• pp.31-37
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• 2012

실리콘 웨이퍼공정에서 발생하는 실리콘 슬러지로부터 실리콘 및 탄화규소를 분리한 다음, 전해법으로 원소형태의 실리콘을 회수하는 연구를 수행하였다. 실리콘 슬러지의 주요 불순물은 절삭유, 금속불순물, 실리콘 및 실리콘 카바이드를 들 수 있다. 기계적 선별법으로 분리한 실리콘, 탄화실리콘 복합물을 $1000^{\circ}C$에 1시간동안 염화 배소하여 응축하고 회수한 사염화실리콘을 이온성액체인 $[Bmpy]Tf_2N$에 용해하여 전해액으로 사용하였다. 순환전위법으로부터 $[Bmpy]Tf_2N$의 안정한 전압구간과 사염화실리콘을 용해한 $[Bmpy]Tf_2N$ 전해액에서 실리콘의 환원으로 추정되는 환원피크를 얻을 수 있었다. 정전위법(-1.9 V vs. Pt-QRE)에서 1시간동안 금 전극 상에 전해한 다음, 전극표면을 XRD, SEM-EDS 및 XPS 분석을 통하여 실리콘이 원소형태로 전착되었음을 확인하였으며, 미량의 산소가 검출되는 것은 분석과정에서 시편이 공기 중에 노출되었기 때문으로 판단된다.