• 청정기술
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• 제10권1호
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• pp.47-51
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• 2004

현재 반도체 공정에서 사용되는 세정기술은 대부분이 1970년대 개발된 RCA 세정법인 과산화수소를 근간으로 하는 습식 세정으로, 표면의 입자를 제거하기 위한 SC-1 세정액은 강력한 산화제인 과산화수소에 의한 표면과 입자의 산화와 암모니아에 의한 표면의 에칭이 동시에 일어나 입자를 표면으로부터 분리시킨다. 금속 불순물을 제거하기 위한 SC-2 세정액은 염산과 과산화수소 혼합액을 사용하며 금속 불순물을 용해시켜 알칼리나 금속 이온을 형성하거나 용해 가능한 화합물을 형성시켜 제거한다. 또한 황산과 과산화수소를 혼합한 Piranha 세정액은 효과적인 유기물 제거제로서 웨이퍼에 오염된 유기물을 용해 가능한 화합물로 만들거나 과산화수소에 의해 형성되는 산화막내에 오염물을 포함시켜 불산 용액으로 산화막을 제거할 때 함께 제거된다. 최근 금속과 산화막을 동시에 제거하기 위해 희석시킨 불산에 과산화수소를 첨가한 세정공정이 사용되고 있으며 불산에 의해 표면의 산화막이 제거될 때 산화막내에 포함된 금속 불순물을 동시에 제거시킬 수 있다. 그러나 이와 같이 습식세정액 내에 공통적으로 포함되어 있는 과산화수소의 분해는 그만큼 가속화되어 사용되는 화학 약품의 양이 그만큼 증가하게 되고 조작하기 어려운 단점도 있다. 이를 해결하기 위해 환경친화적인 관점으로 화학약품의 사용을 최소화하는 등 RCA세정을 보완하는 연구가 계속 진행되고 있다. 본 연구에서는 RCA세정법을 환경적으로 대체할 수 있는 세정에 사용되는 전리수의 pH변화에 따른 전리수 분석을 하였다. 전리수의 제조를 위하여 전해질로는 NH4CI (HCI:H2O:NH4OH=1:1:1)를 사용하였다. pH 11 이상, ORP -700mV~-850mV인 환원수와 pH 3 이하, ORP 1000mV~1200mV인 산화수를 제조하였으며, 초순수를 첨가하여 pH 7.2와 ORP 351.1mV상태까지 조절하였다. 이렇게 만들어진 산화수와 환원수를 시간 변화와 pH 변화에 따라 Clean Room 안에서 FT-IR과 접촉각 측정기로 실험하였다. FT-IR분석에서 산화수는 pH가 높아질수록, 환원수는 낮아질수록 흡수율이 낮아졌다. 접촉각 실험에서는 산화수의 pH가 높아질수록 환원수의 pH가 낮아질수록 접촉각이 커짐을 확인하였다. 결론적으로 전리수를 이용하여 세정을 하면, 접촉성을 조절할 수 있어 반도체 세정을 가능하게 할 수 있으며, 환경친화적인 결과를 도출할 것으로 전망된다.

• 대한환경공학회지
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• 제38권6호
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• pp.291-298
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• 2016

불용성 전극은 전기화학 공정에 있어 가장 핵심적인 소재이며, 이를 이용한 전기화학적 수처리 공정은 난분해성 물질을 제거하는 유용한 방법으로서 이에 대한 연구가 지속적으로 이루어져 오고 있다. 전기화학적 수처리 공정은 주로 산화전극에서의 산화반응과 환원전극에서의 환원반응을 이용하는 것이다. 본 연구에서는 불용성 전극의 제조공정에서 전처리 방법이 전극의 수명에 미치는 영향을 평가하였다. 실험결과 촉매전극층을 코팅하는 물질계 및 코팅방법을 동일하게 하는 경우에도 기판의 전처리 방법 즉, 기판표면의 조도, 세정방법, 중간층 형성 여부 및 방법 등에 따라 전극의 수명이 크게 달라지는 것을 확인하였다. 실험은 가장 많이 사용되는 전극의 하나인 $IrO_2/Ti$ 전극을 대상으로 하였다. 샌드 블라스팅 공정의 경우 입도를 달리하는 샌딩 미디어를 이용하여 전극을 제조하고 이에 대한 수명을 평가한 결과 #80알루미나(입도 $212{\sim}180{\mu}m$)를 이용하는 경우가 가장 효과적인 것으로 나타났다. 기판에 대한 세정 공정은 arc plasma를 이용하는 것이 가장 우수하였으며, 중간층을 형성함에 있어서는 스퍼터링법을 이용하여 Ta 계열의 중간층을 형성하는 방법을 적용하는 것이 가장 바람직한 것으로 확인되었다.

• 공업화학
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• 제30권1호
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• pp.74-80
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• 2019

저가습 작동을 위한 수소 이온 교환막 연료전지용 $Nafion/TiO_2$ 복합막을 졸-겔 법을 이용하여 제조하였다. 이때 Nafion막에 $TiO_2$ 나노 입자를 함침시키기 위하여 $TiO_2$ 전구체 용액에 1일부터 7일까지 함침 시간을 달리하여 복합막을 제조하였다. 담금 시간이 증가할수록 Nafion막 내에 함침되는 $TiO_2$ 함량이 증가하였다. $TiO_2$ 함량이 증가함에 따라 막의 표면의 친수성이 증가하면서 접촉각은 감소하는 것을 보여주었다. 물 흡수력(water uptake)과 복합막을 통한 수소 이온 전도도는 담금 시간이 4일인 경우 가장 높게 나타났고 4일 이상인 경우에는 오히려 감소하는 경향을 보여주었다. 담금 시간이 7일인 경우에는 큰 $TiO_2$ 입자들이 막의 표면과 내부에 생성되어 애노드에서 캐소드로의 수소 이온 전도를 방해하게 되는 결과를 초래하였다. 전지 성능 시험 결과 물 흡수력 및 수소 이온 전도도의 결과와 상당히 일치하는 것을 보여주었다. 즉, 0.6 V에서 담금 시간이 1일, 3일, 4일 및 7일인 경우 전류 밀도가 상대 습도(relative humidity, RH) 40%에서 각각 0.54, 0.6, $0.63A/cm^2$ 및 $0.49A/cm^2$를 나타내었다. Nafion 분산액과 $TiO_2$ 입자를 혼합하여 제작한 막과 Nafion 115를 이용하여 RH 40%에서 수행한 전지 성능 결과와 비교할 때 졸-겔 법을 이용하여 제조한 복합막의 경우 약 66%의 전지 성능 향상을 얻을 수 있었다.

• 한국생산제조학회지
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• 제21권4호
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• pp.575-581
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• 2012

The electrochemical oxygen demand (ECOD) is an additional sum parameter, which has not yet found the attention it deserves. It is defined as the oxygen equivalent of the charge consumed during an electrochemical oxidation of the solution. Only one company has yet developed an instrument to determine the ECOD. This instrument uses $PbO_2$-electrodes for the oxidation and has been successfully implemented in an automatic on-line monitor. A general problem of the ECOD determination is the high overpotential of electrochemical oxidations of most organic compounds at conventional electrodes. Here we present a new approach for the ECOD determination, which is based on the use of a solid composite electrodes with highly efficient electro-catalysts for the oxidation of a broad spectrum of different organic compounds. Lead dioxide as an anode material has found commercial application in processes such as the manufacture of sodium per chlorate and chromium regeneration where adsorbed hydroxyl radicals from the electro-oxidation of water are believed to serve as the oxidizing agent. The ECOD sensors based on the Au/$PbO_2$ electrode were operated at an optimized applied potential, +1.6 V vs. Ag/AgCl/sat. KCl, in 0.01 M $Na_2SO_4$ solution, and reduced the effect of interference ($Cl^-$ and $Fe^{2-}$) and an expended lifetime (more than 6 months). The ECOD sensors were installed in on-line auto-analyzers, and used to analyze real samples.

• 한국식품과학회지
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• 제20권5호
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• pp.625-630
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• 1988

대두단백질을 인산화 및 초산화처리에 의하여 변형시키고, 변형대두단백질의 기능특성을 검토하였다. 인산화 대두단백질은 비변형 대두단백질보다 높은, 용해도, 거품특성, 수분보유력을 나타냈다. 한편, 초산화에 의해서도 유화력과 거품특성이 현저하게 증진되었다. 대두단백질은 인산화와 초산화에 의하여 등전점이 산성쪽으로 변화였으며 단백질의 집괴화현상도 관찰되었다. 또한, 화학변형된 대두단백질을 디스크 전기영동에 의해 분석시 단백질밴드의 상대이동도가 현저하게 증대되었다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제52권3호
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• pp.575-580
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• 2020

We have developed a position-sensitive Parallel Plate Avalanche Counter (PPAC) to detect the fission fragments and reconstruct the fission reaction plane in the experiment of studying nuclear equation of state (nEOS) by means of heavy ion collision (HIC). This experiment put forward high requirements for the performances of PPAC, such as the time resolution, efficiency and position resolution. According to these requirements we designed the PPAC with an active area of 240 mm × 280 mm working at low gas pressure. The results show that time resolution could be less than 300 ps. Position resolution is consistent with the theoretical calculation about 1.35 mm. Detection efficiency could be approaching 100% gradually with the voltage increasing in different gas pressures. The performances of PPAC have also been verified in beam experiment. Each set of anode wires can be accurately separated in the position spectrum. In the beam experiment, we also got the back-to-back correlation of fission fragments which is one of the direct signals characterizing binary decay.

• 대한화학회지
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• 제59권5호
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• pp.413-422
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• 2015

연료전지는 수소와 산소를 연료로 하여 전기를 생산해 내는 장치로, 전기분해에 의해 음극에서 생성된 수소이온을 양극으로 전달할 수 있는 전해질을 필요로 한다. 전해질로써 Nafion과 같은 불소계 고체 고분자 막이 개발되어 왔으나, 고온에서의 수소이온 전도도 감소 및 높은 함수율에 따른 안정성 감소 등의 문제로 인해 새로운 연료전지용 고분자 전해질 막의 개발을 필요로 하였다. 본 연구에서는 술폰산기가 밀집된 구조를 갖는 단량체를 이용함으로써 높은 수소이온 전도도를 확보하고 이에 따른 고분자 막의 높은 함수율은 고분자 사슬 내에 나이트릴(CN) 작용기를 친수성 올리고머에 함께 도입함으로써 고분자 사슬간 쌍극자-쌍극자 상호작용을 통해 극복할 수 있도록 하였다. 결과적으로 물리적 가교가 형성된 고분자 막들은 높은 함수율 대비 우수한 치수안정성을 나타내었으며, 모든 조성에서 Nafion-117 고분자막에 비해 낮은 IEC값을 가짐에도 불구하고 보다 높은 전도도를 나타내었다.

• 한국환경보건학회지
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• 제40권2호
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• pp.137-146
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• 2014

Objectives: Feasibility of electrochemical oxidation of the aqueous non-biodegradable wastewater such as cationic dye Rhodamine B (RhB) has been investigated in an electrochemical reactor with solid polymer electrolyte (SPE). Methods: Nafion 117 cationic exchange membrane as SPE has been used. Anode/Nafion/cathode sandwiches were constructed by sandwiching Nafion between two dimensionally stable anodes (JP202 electrode). Experiments were conducted to examine the effects of applied current (0.5~2.0 A), supporting electrolyte type (0.2 N NaCl, $Na_2SO_4$, and 1.0 g/L NaCl), initial RhB concentration (2.5~30.0 mg/L) on RhB and COD degradation and $UV_{254}$ absorbance. Results: Experimental results showed that an increase of applied current in electrolysis reaction with solid polymer electrolyte has resulted in the increase of RhB and $UV_{254}$ degradation. Performance for RhB degradation by electrolyte type was best with NaCl 0.2 N followed by SPE, and $Na_2SO_4$. However, the decrease of $UV_{254}$ absorbance of RhB was different from RhB degradation: SPE > NaCl 0.2 N > $Na_2SO_4$. RhB and $UV_{254}$ absorbance decreased linearly with time regardless of the initial concentration. The initial RhB and COD degradation in electrolysis reaction using SPE showed a pseudo-first order kinetics and rate constants were 0.0617 ($R^2=0.9843$) and 0.0216 ($R^2=0.9776$), respectively. Conclusions: Degradation of RhB in the electrochemical reactor with SPE can be achieved applying electrochemical oxidation. Supporting electrolyte has no positive effect on the final $UV_{254}$ absorbance and COD degradation. Mineralization of COD may take a relatively longer time than that of the RhB degradation.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제18권3호
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• pp.244-249
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• 2007

The present work considers the concept of enzymatic photoelectrochemical generation of hydrogen through water splitting using a Xe lamp as a source of light. A solar cell was applied to the system in order to shift the level of electrochemical energy of the system, resulting in the rate of hydrogen production at $43\;{\mu}mol/(cm^2{\times}hr)$ in cathodic compartment with an anodized tubular $TiO_2$ electrode(ATTE, $5^{\circ}C$/1hr in 0.5 wt% HF-$650^{\circ}C$/5hr). The trend of the rate of hydrogen production, for the ATTEs with different annealing temperature from $350^{\circ}C$ to $850^{\circ}C$, fairly well coincided with the photoelectrical properties measured by potentiostat. The actual chemical bias through imposition of two electrolytes of different pHs between anode(13.68) and cathode(7.5) was 0.24eV.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제24권2호
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• pp.113-120
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• 2013

A steam reformer is a chemical reactor to produce high purity hydrogen from fossil fuel. In the steam reformer, since endothermic steam reforming is heated by exothermic combustion of fossil fuel, the heat transfer between two reaction zones dominates conversion of fossil fuel to hydrogen. Steam Reforming is complex chemical reaction, mass and heat transfer due to the exothermic methane/air combustion reaction and the endothermic steam reforming reaction. Typically, a steam reformer employs burner to supply appropriate heat for endothermic steam reforming reaction which reduces system efficiency. In this study, the heat of steam reforming reaction is provided by anode-off gas combustion of stationary fuel cell. This paper presents a optimization of heat transfer effect and average temperature of cross-section using two-dimensional models of a coaxial cylindrical reactor, and analysis three-dimensional models of a coaxial cylindrical steam reformer with chemical reaction. Numerical analysis needs to dominant chemical reaction that are assumed as a Steam Reforming (SR) reaction, a Water-Gas Shift (WGS) reaction, and a Direct Steam Reforming(DSR) reaction. The major parameters of analysis are temperature, fuel conversion and heat flux in the coaxial reactor.