금속 산화물 및 질화물의 합성 및 특성 조사

소개글

화학공학 실험

목차

1.1 목적
1.2 이론
1.3. 실험장치 및 시약
1.4. 실험방법

본문내용

1.1 목적
알루미늄 착물을 이용하여 질화알루미늄(AlN)분말을 합성하고, AlN이 생성되는 반응과정, 즉 반응메카니즘을 추정해 본다.
열역, 전기적, 화학적 특성이 우수하여 집적회로기판 및 패키지등의 재료로 사용되는 고순도 질화알루미늄 세라믹 분말을 제조하는 방법에 관한 것으로써, 알루미늄 말을 질소 개스의 흐름에 따라 이동하도록 하고 이 방향과 반대방향으로 암모니아 개스를 분출시킴으로써, 분출되는 암모니아 개스와 알루미늄 분말과의 고온접촉면적을 최대로 하여 더 많은 양의 알루미늄을 질화시키고 또한, 질화반응 온도를 저하시킬 수 있는 향상된 질화알루미늄 분말의 제조방법을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.본 발명은 알루미늄 분말을 질소 개스로 수송시켜 암모니아 개스와 고온 질화 반응시켜 질화 알루미늄 분말을 제조하는 방법에 있어서, 수송기체인 질소개스이 흐름에 역방향으로 반응기체인 암모니가 개스를 주입하여 알루미늄 분말과 암모니아 개스가 반응되도록 하여 알루미늄 분말로부터 고순도 질화알루미늄 분말을 제조하는 방법을 그 요지로 한다.
알루미늄을 증발시키기 위한 알루미늄 증발용 보우트를 제조하는 방법에 관한 것으로서, 보우트 재질로서 비정질 탄소 또는 흑연을 이용하고 증발부위에 질화붕소를 코팅처리하므로서 증발원과 증발물질이 접촉되지 않도록 하여 알루미늄 증발시 분순물의 혼입이 적도 수명도 긴 알루미늄 증발용 보우트를 경제적으로 제조할 수 있는 방법을 제공하고자 하는데 ,그 목적이 있다. 본 발명은 밀도가 1.4g/㎠ 이상이 되는 비정질 탄소나 흑연을 재질로하여 통상의 증발용 보우트와 같이 형상화한 다음, 증발용 보우트의 증발부위에 질화붕소를 0.1㎜ 이상 피복처리하여 알루미늄 증발용 보우트를 제조하는 방법을 그 요지로 한다

1.2 이론
1) 등장배경
최근 반도체 소자의 소형화와 고집적화에 따라 회로 단위면적당 방출하는 열의 증가로 칩의 온도가 상승하여 회로의 신뢰도 및 수명이 떨어지는 문제점이 생기게 되었다. 따라서 회로에서 방출되는 열을 효율적으로 방출시켜 회로를 보호하기 위해 높은 열전도도를 갖는 기판 및 패키지를 사용해야 할 필요가 대두되었다.
2) 질화알루미늄(AlN)의 특징
높은 열전도성, 높은 전기절연성, 낮은 유전상수 및 유전손실, 실리콘과 비슷한 열팽창계수 등과 같은 특성을 가지고 있어 반도체의 기판재료나 반도체 레이저용 방열재 등과 같은 전자재료로서의 수요증대가 크게 기대되고 있다.
3) 기판용 재료
기존엔 알루미나가 주류이었지만, 알루미나와 비교할 경우 질화알루미늄은 위에 기술한 특성 이외에도 곡강도가 높고, 경도가 낮아 가공성에 있어서도 뛰어나기 때문에 반도체용 재료로서 알루미나와 경쟁을 할 가능성이 높아, 차세대의 기판재료로서의 기대가 높다.
반도체 기판이나 패키지 재료로서 사용될 질화알루미나분말 특성의 조건은 엄격하다. 높은 열전도도를 가진 질화알루미늄 기판을 제조하기 위해서는 열전도도를 떨어뜨리는 주원인인 산소와 금속불순물의 함량이 매우 낮아야 된다. 또한 완전한 밀도의 소결체를 얻기 위해서는 입자의 크기가 미세해야 하며, 좁은 입도분포를 가져야 한다.

참고 자료

http://npmp.ulsan.ac.kr/journal_domestic.html
http://www.gcomin.co.kr/data/15/F14909.html
http://www.kyungnam.ac.kr/sinsojae/lab/lab4.html
무기공업화학 자유아카데미 1995, W.Buchner, R.Schlieds, G.Winter, K.H Buchel p370
무기공업화학 한국공업화학회편, 제1판 p362