• Title/Summary/Keyword: 공정메커니즘

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Nano-Indentation 분석 기법을 활용한 플라즈마 식각 후 박막 표면의 물성 변화를 기반으로 정량적인 damage 제시 연구

  • Kim, Su-In;Lee, Jae-Hun;Kim, Hong-Gi;Kim, Sang-Jin;Seo, Sang-Il;Kim, Nam-Heon;Lee, Chang-U
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2015.08a
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    • pp.177.1-177.1
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    • 2015
  • 플라즈마 건식 식각공정은 반도체 공정에 있어 증착 및 세정 공정과 함께 중요한 공정중 하나이다. 기존 연구에서는 높은 식각 속도, 종횡비, 대면적에 대한 균일도 증가를 위하여 플라즈마 이온 밀도의 증가와 전자 온도를 감소시키기 위한 노력을 하고 있으며 플라즈마 식각분석 연구에서는 분광학 분석 기법을 활용하여 플라즈마에 의하여 활성화된 식각 가스와 박막 표면의 반응 메커니즘 연구가 진행 중에 있다. 그러나 지금까지의 플라즈마 식각연구에서는 플라즈마 식각 공정에서 발생되는 박막의 damage에 대한 연구는 전무하다. 본 연구에서는 플라즈마 식각과정에서 발생되는 박막 표면의 damage 연구를 위하여 Nano-indenter에 의한 분석 기법을 제시하였다. Nano-indentation 기법은 박막 표면을 indenter tip으로 직접 인가하여 박막 표면의 기계적 특성을 분석하고 이를 통하여 플라즈마에 의한 박막 표면의 물성 변화를 정량적으로 측정한다. 실험에서 플라즈마 소스는 Adaptively Coupled Plasma (ACP)를 사용하였고 식각 가스로는 HBr 가스를 주로 사용하였으며, 플라즈마 소스 파워는 1000 W로 고정 하였다. 연구 결과에 의하면 식각공정 챔버 내 압력이 5, 10, 15 및 20 mTorr로 증가함에 따라 TEOS SiO2 박막의 강도가 7.76, 8.55, 8.88 및 6.29 GPa로 변화되는 것을 측정하였고 bias power에 따라서도 다르게 측정됨을 확인하였다. 이 결과를 통하여 Nano-indentation 분석 기법을 활용하여 TEOS SiO2 박막의 식각공정의 변화에 따른 강도변화를 측정함으로써 플라즈마에 의한 박막 표면의 damage를 정량적으로 측정 가능함을 확인하였다.

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A Study on the Mechanism of Recycled Sand Dry Manufacturing System (순환잔골재 건식생산시스템의 메커니즘에 관한 연구)

  • Choi, Hyeong-Gil;Kim, Young-Bong;Na, Chul-Sung;Lee, Eui-Bae;Kim, Gyu-Yong;Kim, Moo-Han
    • Proceedings of the Korea Concrete Institute Conference
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    • 2008.04a
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    • pp.481-484
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    • 2008
  • Recently, the recycling and reusing of construction and demolition waste concrete is urgently required because waste concrete is greatly increased according to the rapid increasing of urban redevelopment project, but the problem solution for demand and supply unbalance of fine aggregate is urgently required because of the restriction of collecting sea fine aggregate. So the utilization of high quality recycled fine aggregate using construction and demolition waste concrete as new fine aggregate for construction industry is urgently. Accordingly, In this study, As recycled fine aggregate manufacturing technology with exceeding in economical efficiency, reduction efficiency of environmental load and quality improvement effect of recycled fine aggregate, it is to develop dry manufacturing system composed specific gravity separator of high-speed rotation impact type and centrifugal Force Powder Collector, etc. And it is to examine mechanism of recycled sand dry manufacturing system.

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Thermodynamic Evaluation of Sulfate-Roasting Process for the Vanadium Extraction from Korean VTM Ore (국내부존 VTM으로부터 바나듐 회수를 위한 황화배소 공정의 열역학적 평가)

  • Kim, Youngjae;Choi, Kyungsob;Park, Hyunsik;Chung, Kyeong Woo
    • Resources Recycling
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    • v.31 no.2
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    • pp.49-55
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    • 2022
  • In the present study, the thermodynamic evaluation of the sulfate-roasting process was conducted to extract vanadium from the Korean vanadium titano-magnetite ore. The leaching efficiency of vanadium and other impurities was analyzed for varying roasting temperatures and addition of Na2SO4. In the case of sulfate roasting, the roasting temperature was 200 ℃ higher than that previously observed Na2CO3 roasting. However, the higher leaching efficiency of vanadium and lower leaching efficiency of other impurities, such as aluminum and silicon, were observed. The high selectivity for the extraction of vanadium in sulfate roasting would result from the reaction mechanism between SO2 gas and vanadium concentrate.

Fair Bandwidth Allocation in Core-Stateless Networks (Core-Stateless망에서의 공정한 대역폭 할당 방식)

  • Kim Mun-Kyung;Park Seung-Seob
    • The KIPS Transactions:PartC
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    • v.12C no.5 s.101
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    • pp.695-700
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    • 2005
  • To provide the fair rate and achieve the fair bandwidth allocation, many per-flow scheduling algorithms have been proposed such as fair queueing algorithm for congestion control. But these algorithms need to maintain the state, manage buffer and schedule packets on a per-flow basis; the complexity of these functions may prevent them from being cost-effectively implemented. In this paper, therefore, to acquire cost-effectively for implementation, we propose a CS-FNE(Core Stateless FNE) algorithm that is based on FM(Flow Number Estimation), and evaluated CS-FNE scheme together with CSFQ(Core Stateless Fair Queueing), FRED(Fair Random Early Detection), RED(Random Early Detection), and DRR(Dynamic Round Robin) in several different configurations and traffic sources. Through the simulation results, we showed that CS-FNE algorithm can allocate fair bandwidth approximately than other algorithms, and CS-FNE is simpler than many per-flow basis queueing mechanisms and it can be easily implemented.

ITO 전극에 성장된 ZnO 나노구조의 구조적 및 광학적 특성 연구

  • Lee, Hui-Gwan;Kim, Myeong-Seop;Yu, Jae-Su
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2011.02a
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    • pp.104-104
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    • 2011
  • ZnO는 3.37 eV의 넓은 에너지 밴드갭을 갖는 투명 전도성 반도체이며 우수한 전기적, 광학적 특성으로 인해 광원소자 개발을 위한 새로운 물질로 많은 주목을 받아왔다. 더욱이, ZnO는 쉽게 나노구조 형성이 가능하기 때문에 이를 응용한 가스센서, 염료감응태양전지, 광검출기 등의 소자 개발이 활발히 이루어지고 있다. 최근에는 GaN 기반 발광다이오드 (light emitting diode, LED)의 광추출 효율을 향상시키기 위한 ZnO 나노구조 응용에 관한 연구가 보고되고 있다. GaN 기반 LED의 경우 반도체 물질과 공기 사이의 높은 굴절률 차이로 인하여 낮은 광추출 효율을 나타낸다. 이를 해결하기 위한 방법으로 표면 roughening, texturing 등 에칭공정을 이용해 광추출 효율을 개선하려는 연구들이 보고되고 있으나, 복잡한 공정과정을 필요로 하고 에칭공정에 의한 소자 표면 손상으로 전기적 특성이 나빠질 수 있다. 반면 전기화학증착법으로 성장된 ZnO 나노구조를 이용할 때, 보다 간단한 방법으로 쉽고 빠르게 나노구조를 형성할 수 있고 낮은 공정온도를 가지기 때문에 소자의 전기적 특성에 큰 영향을 주지 않는다. 수직방향으로 잘 정렬된 ZnO 나노구조를 갖는 LED의 경우 내부 Fresnel 반사 손실을 효과적으로 줄여 발광 효율을 크게 향상시킬 수 있다. 따라서, ZnO 나노구조의 성장제어 및 성장특성을 분석하는 것은 매우 중요하다. 본 연구에서는 ITO glass 위에 ZnO 나노구조를 성장하고 그 특성을 분석하였다. ITO glass 기판 위에 RF magnetron 스퍼터를 사용하여 Al 도핑된 ZnO (AZO)를 얇게 증착한 후 전기화학증착법으로 ZnO 나노구조를 성장하였다. 농도, 인가전압, 공정시간 등 다양한 공정조건을 변화시키면서 성장 메커니즘을 분석하였고, scanning electron microscope (SEM) 및 X-ray diffraction (XRD)을 통하여 구조 및 결정성 등을 분석하였다. 또한, UV-Visible-NIR spectrophotometer를 사용하여 투과율을 실험적으로 측정하여 ZnO 나노구조의 광학적 특성을 분석하였고, rigorous coupled wave analysis (RCWA) 방법을 사용하여 계면에서 발생하는 내부 반사율을 계산함으로써 나노구조의 효과를 이론적으로 분석하였다.

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실리콘 박막 증착을 위한 열필라멘트 화학 기상 증착 공정 중 발생하는 나노입자 특성에 관한 연구

  • Choe, Hu-Mi;Hong, Ju-Seop;Kim, Dong-Bin;Yu, Seung-Wan;Kim, Chan-Su;Hwang, Nong-Mun;Kim, Tae-Seong
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2011.08a
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    • pp.304-304
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    • 2011
  • 열필라멘트 화학 기상 증착 공정(HWCVD, hot wire chemical deposition)은 낮은 기판 온도에서 다결정 실리콘 박막을 빠른 속도로 증착할 수 있는 방법이다. 이는 후처리가 없어도 전기적 특성이 우수한 박막을 저온에서 얻을 수 있기 때문에 녹는점이 낮은 기판에 증착을 할 수 있으며 공정비용 절감 효과가 있다. 이러한 박막 증착 공정 중 기상 핵생성에 의해 나노 입자가 생성되며, 새로운 관점에서는 그 농도와 크기가 박막 성장에 중요한 변수로 작용한다. 따라서 공정조건의 변화에 따라 생성되는 나노 입자의 크기 분포를 실시간으로 분석하여 박막 형성의 최적 조건을 찾는 연구가 필요하다. 하지만 이러한 입자 발생 특성에 관한 연구는 기존에 밝혀진 반응 메커니즘으로 인해 수치해석적 연구는 체계적으로 진행되었으나 실험적 연구의 경우 적합한 측정장비의 부재로 인해 제한이 있었다. 따라서 본 연구에서는 저압에서 실시간으로 나노입자 분포를 측정할 수 있는 PBMS (particle beam mass spectrometer)를 이용하여 열필라멘트 화학 기상 증착 공정 중 발생하는 입자의 존재를 확인하고 특성을 분석하였다. 실리콘 나노 입자의 측정은 PBMS 장비의 전단 부분을 HWCVD 배기 라인에 연결하여 진행하였으며 반응기 내 샘플링 위치, 필라멘트 온도, 챔버 압력, 작동기체의 비율을 변수로 하여 진행하였다. 그 결과 실리콘 나노 입자는 양 또는 음의 극성을 가진 하전된 상태임을 확인 하였고, 측정 조건에 따라 일부 단일 극성으로 존재하였다. 한편, 필라멘트 온도가 증가할수록 하전된 나노입자의 최빈값은 감소하였다. 또한 반응 가스인 SiH4 농도가 증가할수록 최빈값은 농도에 비례하여 증가하였다. 이런 결과는 기존 HWCVD 실험에서 투과 전자 현미경(TEM)을 이용하여 분석한 실리콘 나노 입자의 크기 분포 결과와 경향이 일치함을 확인하였다. 본 연구를 통하여 확인된 하전된 나노 입자의 존재를 실험적으로 확인하였으며 추후 지속적 연구에 의해 이러한 하전된 나노 입자가 박막 형성에 기여 하는 것을 규명하고 박막 형성 조건을 최적화하는데 중요한 역할을 할 것을 기대할 수 있다.

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Preparation of Composite Membranes for Recovery of Unreacted Olefin Monomers (미반응 올레핀계 모노머 회수를 위한 복합막의 제조)

  • Kim, Hyun-Gi;Kim, Sang-Yong;Kim, Sung-Soo
    • Membrane Journal
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    • v.20 no.4
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    • pp.297-303
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    • 2010
  • Composite membranes were prepared for membrane/cold condensation process for recovery of unreacted olefin monomer from the polyolefin polymerization process by solution coating and plasma polymerization processes. Poly(dimethylsiloxane) (PDMS) solution was coated on polysulfone (PSF) support and increase of prepolymer content in solution made more dense membrane structure to result in the increase of separation factor while absolute flux decreased. Permeation of organic materials through the composite membranes follows the sorption and diffusion mechanism, which brought about the results that separation factor increased with critical temperature of the organic materials, and that flux increased with the increase of the molar volume. Crosslinking period affected the permeation characteristics. Other types of composite membranes were fabricated by plasma polymerization of siloxane materials on polypropylene (PP) and PSF supports. PP was tested as a support for composite membranes, which had not been used so far in solution coating process, and plasma polymerization made the composite membranes equivalent performances to those of membranes prepared by solution coating process.

카드뮴 셀레나이드 양자점 기반의 역 구조 유기태양전지

  • Lee, Gyu-Seung;Sim, Jae-Ho;Yang, Hui-Yeon;Son, Dong-Ik
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2016.02a
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    • pp.337.2-337.2
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    • 2016
  • 역 구조 유기태양전지는 가격이 저렴하고 우수한 경량성, 간단한 제조공정 그리고 휘어짐이 가능한 소자를 제작할 수 있는 것이 큰 장점이다. 또한, 광활성층과 전극 사이에 표면개질 물질을 도입하여 에너지장벽을 줄임으로써 소자 전반적인 전하수송을 증가시킬 수 있게 되었다. 나아가 용액공정과 저온 공정을 통해 유기 광전자소자의 roll-to-roll 대면적화 기술을 기반으로 가격대비 성능을 개선시켰다. 본 연구에서는 CdSe 또는 CdSe@ZnS 양자점을 표면개질 유기물질인 polyethylenimine ethoxylated (PEIE)에 정전기적 인력의 결합을 통한 양자점 단일층을 얻었고 이는 전기수송층, 광흡수층 그리고 표면플라즈몬 공명(Surface plasmon resornace)의 역할을 수행하게 되면서 태양전지 전반적인 성능 향상을 관찰 할 수 있었고 양자점 단일층으로 인해 20%가 증가된 에너지변환효율 얻었다. 또한 단일층으로 형성된 CdSe 또는 CdSe@ZnS 양자점 은 $F{\ddot{o}}rster$ resonance energy transfer (FRET) 메커니즘을 통해 PC60BM과 P3HT의 Photo luminescence 세기를 99% 감쇄시켰고, CdSe 양자점을 유기 광활성층인 PTB7:PC71BM에 적용하여 8.1%의 수치를 나타내었다.

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Hydrogen Separation of binary gas mixture Using Templating Silica Membrane (유기 템플레이팅 실리카 막을 이용한 이성분 수소 혼합기체 분리 메커니즘)

  • Bae, Ji-Han;Han, Yoon-Jin;Lee, Chang-Ha
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 2008.05a
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    • pp.522-525
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    • 2008
  • 최근 세라믹 막은 우수한 화학적, 열적 안정성으로 기체 분리 공정에 각광을 받아 왔다. 특히 혼합기체에서 고 순도의 수소를 분리해 내는 기술은 연료전지 공정에서 화학 에너지를 전기화학 에너지로 전환시키는데 중요한 역할을 차지한다. 본 연구에서는MTES 템플레이팅 막을 이용하여 이 막 공정의 흡착 및 투과 특성을 규명하고, 이성분 혼합기체에서 고 순도의 수소를 추출해 낼 수 있는 최적 조건을 도출해 내었다. 또한, 기체 분리 거동을 살펴보기 위해 Gproms Dynamic Simulator를 이용하였으며, 이때 기체상의 물질전달을 모사하기 위해 Dust Gas Model(DGM)을, 표면 확산 거동을 모사하기 위해 Generalized Stefan-Maxwell(GSM)식을 적용하였다. 이를 통해 평형론적 흡착 뿐 아니라 속도론적 흡착을 동시에 적용할 수 있게 하였다. MTES 템플레이팅 막의 흡착 및 분리능을 규명하기 위해 본 연구에서는 혼합기체의 투과, 분리 실험이 선행되었다. 실험 조건은 온도범위 323$\sim$473 K, 압력범위 0$\sim$7 atm에서 수행되었으며, 혼합기체는2성분으로 수소-메탄, 수소-이산화탄소, 수소-질소로 기체의 구성비는 각각 50:50 이다. 본 연구를 통해 각 혼합 기체들이 정상상태에 도달하는 시간과 분리능을 계산해 내었으며, 이 분리능을 다시 온도와 압력에 따른 결과로 분석하여 어느 조건에서의 수소 분리도가 최고치를 보이는지를 규명했으며, 시뮬레이션과 비교,대조하여 예측도를 검사하였다.

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이중 주파수를 사용하는 펄스 플라즈마 특성에 관한 연구

  • Choe, Sang-Uk;Seo, Jin-Seok;Kim, Tae-Hyeong;Kim, Gyeong-Nam;Yeom, Geun-Yeong
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2014.02a
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    • pp.219.1-219.1
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    • 2014
  • 전자소자 산업의 미세화 및 대형화에 따라 플라즈마 밀도, 전위, 온도, 균일도 등 과 같은 플라즈마 특성을 제어하는 것은 차세대 플라즈마 장치 개발에 있어 매우 중요한 요소라고 할 수 있다. 특히, 급격한 소자의 미세화에 따라 플라즈마 공정을 통해 발생할 수 있는 damage는 큰 issue가 되어 왔고, 많은 연구자들은 이를 해결하기 위해서 다각적인 노력을 진행해 왔다. 그중 높은 전자 온도는 높은 전자 에너지에 의해 공정 중 소자를 손상 시키는 주된 원인이라고 보고되고 있으며, 이에 대한 제어기술은 매우 중요하다고 할 수 있다. 본 연구에서는 서로 다른 두 개의 내/외측으로 나뉘어진 나선형 모양의 ICP 안테나를 이용 하여 연구를 진행하였다. 내측의 안테나에는 2 MHz를 연결 하였으며, 외측의 안테나에는 13.56 MHz를 연결 하였으며, 내/외측 안테나에 각각 pulse mode로 입력전력을 인가해 줌으로써 플라즈마의 특성을 관찰하였다. Pulse / CW (Continuous Wave) mode에 있어서 전자온도의 측정을 위해 emissive probe 를 이용하여 plasma potential과 floating potential을 측정하였으며, 이를 통하여 전자온도를 계산하여 구할 수 있었다. Duty ratio 및 pulsing frequency의 변화에 따른 전자온도의 변화를 확인 할 수 있었으며, 그에 따른 플라즈마 균일도를 ion saturation current를 측정함으로써 관찰할 수 있었다. 실제 식각 공정에 있어서 Pulsing 조건에 따른 식각 특성을 관찰하기 위해, SiO2, ACL (Amorphous Carbon Layer)에 대해 식각을 진행하였으며, 식각 메커니즘 분석을 위해 이온에너지 분포의 변화를 PSM (Plasma Sampling Mass-spectroscopy)을 이용하여 측정하였다.

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