• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2002년도 하계학술대회 논문집 D
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• pp.2089-2092
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• 2002

The PID controller have the simple structure and show the comparatively good control performance. Crystal Grower(FF-CZ150) melt polycrystalline silicon at the temperature of about 1450$^{\circ}C$, then grow it into a single crystalline ingot. The automatic diameter control system of the Crystal Grower has a good performance with only PD control. But it contain the integrator in the plant which has a long time delay. In this paper, we show the secondary approximate model and applies time delay controller which has good performance for the plant with long time delay. It will be able to improve the response characteristic against a standard input and a load disturbance.

• 한국재료학회지
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• 제21권6호
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• pp.334-340
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• 2011

Saw wires have been widely used in industries to slice silicon (Si) ingots into thin wafers for semiconductor fabrication. This study investigated the microstructural and mechanical properties, such as abrasive wear and tensile properties, of a saw wire sample of 0.84 wt.% carbon steel with a 120 ${\mu}M$ diameter. The samples were subjected to heat treatment at different linear velocities of the wire during the patenting process and two different wear tests were performed, 2-body abrasive wear (grinding) and 3-body abrasive wear (rolling wear) tests. With an increasing linear velocity of the wire, the tensile strength and microhardness of the samples increased, whereas the interlamellar spacing in a pearlite structure decreased. The wear properties from the grinding and rolling wear tests exhibited an opposite tendency. The weight loss resulting from grinding was mainly affected by the tensile strength and microhardness, while the diameter loss obtained from rolling wear was affected by elongation or ductility of the samples. This result demonstrates that the wear mechanism in the 3-body wear test is much different from that for the 2-body abrasive wear test. The ultra-high tensile strength of the saw wire produced by the drawing process was attributed to the pearlite microstructure with very small interlamellar spacing as well as the high density of dislocation.

• 자원리싸이클링
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• 제30권4호
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• pp.20-26
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• 2021

태양전지용 실리콘은 주로 반도체급 실리콘 제조공정에서 발생하는 규격외 실리콘을 사용하여 왔다. 태양전지의 보급 활성화를 위해서는 보다 저렴한 정제 공정의 개발이 필요하다. 태양전지용 실리콘을 위한 저비용이면서 효율적인 방법은 금속급 실리콘을 정제하여 고순도화하는 것이다. 본 연구에서는 금속급 용융 실리콘 중의 Fe를 제거하기 위해 고주파 유도로 중에서 일방향 응고를 실시하였다. 실험조건과 실험결과를 유효 편석계수, Scheil 식 및 Peclet 수로 평가하였다. 시료의 하강속도가 감소함에 따라 불순물의 매크로 편석과 잉곳의 순도가 증가하였다. 이러한 결과는 시료의 하강속도 감소에 따른 유효 편석계수의 감소에 의한 것으로 생각된다.

• 한국결정성장학회지
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• 제33권3호
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• pp.91-96
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• 2023

석영유리 도가니(QC)의 사용 중 기포 품질을 검증하기 위하여 적절한 가속 시험 방법을 제안하였다. 실제 Czochralski(Cz) 공정에서 얻어진 폐기물 도가니의 기포 상태를 분석하고 QC 시험편을 이용하여 온도, 압력, 시간을 변화시켜 최적의 열처리 조건을 제시하였다. Cz 공정에서 생성되는 유사한 기포 크기와 밀도로 제어하기 위해서는 1450℃, 0.4 Torr 및 40시간의 열처리 조건이 적절하였다. 특히 Cz 공정에서 적용하는 압력인 10~20 Torr보다 상대적으로 낮은 압력인 0.4 Torr를 선택함으로써 기포 형성 가속시험의 시간을 단축시킬 수 있었다. 열처리 온도를 1550℃ 높일 경우, Ostwald ripening 현상으로 인하여 기포가 커지고 밀도가 급격히 낮아지며, 결정화 발생으로 적절한 가속시험 조건은 아닌 것으로 판단하였다.

• 한국주조공학회지
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• 제25권3호
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• pp.115-122
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• 2005

In the present study, an EMC (Electromagnetic Casting) process, using a segmented Cu cold crucible under a high frequency alternating magnetic field of 20 kHz, was practiced for the fabrication of poly-crystalline Si ingot of 50 mm diameter. The effects of Joule heating and electromagnetic pressure in molten Si were systematically investigated with various processing parameters such as electric current and crucible configuration. A preliminary experimental work was initiated with the pure Al system for the establishment of a stabilized non-contact working condition, and further adapted to the semiconductor-off-grade Si system. A commercialized software such as Opera-3D was utilized in order to simulate electromagnetic pressure and Joule heating. In order to evaluate the meniscus shape of the molten melts, shape parameter was used throughout the research. A segmented graphite crucible, which was attached at the upper part of the cold crucible, was introduced to enhance significantly the heating efficiency of Si melt keeping non-contact condition during continuous melting and casting processes.

• 한국결정성장학회지
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• 제32권5호
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• pp.169-174
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• 2022

본 연구는 재생된 SiC 분말을 이용하여 단결정 성장 가능성을 검증하는 것을 목적으로 한다. 재활용 분말의 입도, 형상, 조성, 불순물 등의 기초적인 물성을 분석하고, 이를 활용하여 반응기 내부에서 일어날 수 있는 승화 거동을 예측하였다. 종합적인 판단 결과, 재생 분말의 물성은 단결정 성장에 적합 하였고, 이를 이용하여 단결정 성장 실험을 진행하였다. 높이 25 mm, 직경 100 mm 4H-SiC 단결정 잉곳을 다른 다형혼입 없이 성장 시켰다. 동공 결함 밀도는 0.02 ea/cm², 비저항은 0.015~0.020 ohm·cm² 측정되어 상용 수준의 품질을 얻었으나, 실제 소자 적용을 위해서는 전위 결함, 적층 결함과 관련된 추가 분석이 필요하다고 판단된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권2호
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• pp.310-316
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• 2012

활성탄소 분말과 탄소필터를 이용하여 실리콘 폐슬러리에서 회수한 폴리에틸렌글리콜(polyethylene glycol, PEG) 폐액의 색도 개선연구를 수행하였다. 활성탄소의 사용량, 흡착온도 및 흡착시간 변화에 따른 색도 변화를 관찰하였다. 탄소필터를 사용할 경우 충진된 활성탄소의 재생에 따른 성능 저하 여부를 검정하였다. 활성탄소의 표면적은 색도 개선에 큰 영향을 주지 않았다. 흡착제 함량에 따른 색도 변화 결과로부터 흡착제의 최적 사용량은 100~150 mg-C/g-PEG이였다. 흡착제 양을 고정하고 흡착 온도를 상온에서 $100^{\circ}C$까지 변화시키면서 PEG의 APHA(American Public Health Association) 색 값을 관찰한 결과 폐 PEG의 색도 개선을 위해서는 $40{\sim}50^{\circ}C$ 온도에서 운전하는 것이 가장 효과적이었다. 활성탄소필터의 운전 조건별 APHA 특성을 관찰하였고 APHA=53인 폐 PEG를 $APHA{\leq}10$로 정제 가능함을 확인하였다. 흡착에 사용된 활성탄소필터는 증류수를 순환시켜 세척함으로써 큰 성능 저하 없이 효과적으로 재생됨을 확인하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
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• pp.113-114
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• 2009

Silicon carbide is one of the most attractive and promising wide band-gap semiconductor material with excellent physical properties and huge potential for electronic applications. Up to now, the most successful method for growth of large SiC crystals with high quality is the physical vapor transport (PVT) method [1, 2]. Since further reduction of defect densities in larger crystal are needed for the true implementation of SiC devices, many researchers are focusing to improve the quality of SiC single crystal through the process modifications for SiC bulk growth or new material implementations [3, 4]. It is well known that for getting high quality SiC crystal, source materials with high purity must be used in PVT method. Among various source materials in PVT method, a SiC powder is considered to take an important role because it would influence on crystal quality of SiC crystal as well as optimum temperature of single crystal growth, the growth rate and doping characteristics. In reality, the effect of powder on SiC crystal could definitely exhibit the complicated correlation. Therefore, the present research was focused to investigate the quality difference of SiC crystal grown by conventional PVT method with using various SiC powders. As shown in Fig. 1, we used three SiC powders with different particles size. The 6H-SiC crystals were grown by conventional PVT process and the SiC seeds and the high purity SiC source materials are placed on opposite side in a sealed graphite crucible which is surrounded by graphite insulation[5, 6]. The bulk SiC crystal was grown at $2300^{\circ}C$ of the growth temperature and 50mbar of an argon pressure. The axial thermal gradient across the SiC crystal during the growth is estimated in the range of $15\sim20^{\circ}C/cm$. The chemical etch in molten KOH maintained at $450^{\circ}C$ for 10 min was used for defect observation with a polarizing microscope in Nomarski mode. Electrical properties of bulk SiC materials were measured by Hall effect using van der Pauw geometry and a UV/VIS spectrophotometer. Fig. 2 shows optical photographs of SiC crystal ingot grown by PVT method and Table 1 shows electrical properties of SiC crystals. The electrical properties as well as crystal quality of SiC crystals were systematically investigated.

• 한국결정성장학회지
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• 제29권6호
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• pp.383-388
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• 2019

개선된 열탄소환원법으로 합성된 금속불순물함량 1 ppm 이하의 고순도 SiC 미립 분말을 이용하여 2,100℃ 이상고온의 RF 가열 PVT 장치에서 SiC 단결정을 성장시켰으며, In-situ x-ray 이미지 분석을 통해 성장과정 중 분말의 승화거동 및 단결정 성장거동을 관찰하였다. SiC 분말은 단결정 성장의 공급원으로 온도가 높은 외곽 부분부터 소진되고 graphite 잔여물이 남았다. 성장 중 원료의 흐름은 가운데 부분으로 집중되었으며 SiC 단결정의 성장거동에도 영향을 미쳤는데, 이는 미립분말로 인한 도가니 내부 온도분포 차이가 원인으로 예상되었다. 단결정 성장이 완료된 후, 단결정 잉곳을 1 mm 두께의 단결정 기판으로 절단하고 또한, 잉곳에서 얻어진 단결정 기판은 전반적으로 짙은 황색의 4H -SiC가 관찰되었으며, 외곽에 일부 발생한 다결정은 시드결정을 시드홀더에 부착하는 과정에서 혼입된 기포층과 같은 불순물 혼입이 원인으로 사료된다.

• 한국결정성장학회지
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• 제32권4호
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• pp.128-135
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• 2022

반도체 공정용 석영유리 도가니의 내측에 위치하는 투명층은 합성 실리카 분말을 원료로 사용하여 제조한다. 도가니의 투명층에는 다양한 원인에 기인하여 버블이 발생하는데, 버블은 도가니의 품질뿐만 아니라 실리콘 잉곳의 수율을 저하시키는 악영향을 미친다. 따라서 투명층의 원료인 합성 실리카 분말 역시 버블 생성 인자를 최소화하는 것이 주요 목표이다. 이에 따라 합성 실리카 분말의 경우, 실라놀 그룹, 탄소계 불순물, 그리고 기공이 충분히 제거되어야만 한다. 본 연구에서는 졸-겔법을 이용하여 합성 실리카 겔을 제조하고, 2단 하소공정에서 하소온도와 유지시간에 따른 탄소 함량과 비표면적의 변화를 살펴보았다. 1단계 하소온도는 500℃~600℃, 2단계 하소온도는 1000℃~1100℃에서 수행하였으며, 유지시간은 10분에서 최대 12시간까지 실시하였다. 1000℃에서 1시간 동안 하소한 분말의 탄소함량은 0.0031 wt.%를 나타내었으며, 1100℃에서 12시간 동안 하소한 분말의 비표면적은 16.6 m²/g을 나타내었다.