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18G P S

G P S ( Global Position System)GPS란 무엇인가? GPS의 위성배치 GPS의 구성 - 우주부문 - 관제부문 - 사용자부문 GPS의 기본원리 GPS의 신호체계 GPS의 측정원리 GPS의 오차원인 DGPS KAL 007편 격추사건개 요Block I (1978 – 1985) 개발위성 Yuma시험장으로 4개의 가시위성제공 예상수명 초과 하여 3기의 위성이 현재 작동 중Block II, II A(1985-1995 동작위성, 24기 위성+3기 보충위성, 6-10기의 가시위성 보장GPS란 무엇인가?GPS는 Global Positioning System(전세계 위치 표시 시스템: 위성 항법 장치)의 약어입니다. GPS는 코드화 된 정보를 전송하는 위성 네트워크로서, 위성으로부터 거리를 측정하는 방식으로 지구상의 모든 위치를 정확하게 식별할수 있게 해줍니다.GPS의 위성 배치각 궤도 당 4개의 위성. 위성 개수:24개(동작위성:21개, 예비위성:3개) 공전주기:11시간 58분이며 하루에 2번씩 지구 주위를 회전하고 있어, 어디에서나 항상 4개 이상의 위성으로 추적할 수 있도록 하고 있다. 궤도고도:20,183∼20,187km위성 속도:3.87km/s 위성은 원자시계를 탑재하여 시간을 일치시키고 있다.GPS의 구성- 우주부문(Spade segment) - 관제부문(Ground segment) - 사용자 부문(User Segment)GPS의 구성1) 우주부문(Spade segment)인공위성이 돌고 있는 대기권 밖 우주에서 동작하는 24개 이상의 위성으로 구성되어 있는데 위치 확인을 위해 사용되는 위성은 21개이며, 나머지 위성들 3개는 예비용으로 배치되어 있습니다. 모든 GPS 위성들은 20,200km 고도에서 12시간 주기로 돌고 있으며 궤도면은 지구의 적도면과 55도의 각도를 이루고 있습니다.주관제국 (MCS:Master Control Station) 미국 콜로라도 스프링의 펠콘 공군 기지에 위치(GPS 위성의 궤도 감시) 부관제국 (MS:Monitor Station) 무인으로 운영 전 세계 5곳에 설치(GPS 위성의 신호를 주관제국으로 전송함) 지상 제어 국 (GCS:Ground Control Station) 적도면을 따라 일정 간격으로 3개의 지상 안테나를 운영(유사시 주관제국을 대신함.)GPS의 구성2) 관제부문(Ground segment)GPS의 사용자 부문은 GPS 수신기와 사용자 단체로 이루어진다. GPS 수신기는 위성으로 부터 수신받은 신호를 처리하여 수신기의 위치와 속도, 시간을 계산3) 사용자 부문(User Segment)GPS의 구성GPS 신호체계(가)각 위성은 두 가지의 다른 주파수의 신호를 동시에 발생 1. L1 반송파(1.57542 GHz) 2. L2 반송파(1.2276 GHz) (나) 반송파속 중첩되는 정보 1.PRN (Pseudo-Random Noise)코드 - C/A (Coarse Acquisition) 코드 - P 코드 (Precise code) 2.항법 메시지로(Navigation Message) 위성의 시각 보정 정보와 궤도 정보 이외에 다른 위성들에 대한 대략의 궤도 정보가 함께 수록되어 있습니다.우리가 수학이나 물리시간을 통해 학습했던 2차원에서의 삼각측량법을 실제 환경인 3차원 공간상에서 적용한 것으로 이해할 수 있습니다.GPS의 기본원리GPS의 측정 원리GPS에 의한 위치 측정은 기본적으로 인공위성의 통달범위에 의해결정된다. 즉 우주공간상에 있는 여러 인공위성들로 부터 거리를 측정하기 위하여 지구표면상에 자신의 위치를 그림과 같이 표시하는 것을 의미한다.GPS의 측정 원리만일 우리가 좌측 그림과 같이 인공위성이 11,000마일 지점에 위치하고 있는 것을 확실히 알고 있다면 가상으로 큰 구체를 형성한후 인공위성을 그 구체의 중심에 위치시켰을 때 원의 반경이 11,000마일이라고 하자.GPS의 측정 원리만일 동일한 시간에 우리가 인공위성 B로부터 12,000마일 지점에 있다고 생각해 보자. 왜냐하면 우주공간에서 위성 A로부터의 11,000마일과 위성 B로부터 12,000마일이 교차하는 부분이 타원형구역을 형성하게 된다. 이때 만일 여러분이 제 3의 위성을 추가하여 측정할 수가 있다면 정확한 위치를 산출해 낼 수 있다.GPS의 측정 원리위성 A, B와 동일시간에 위성 C로부터 13,000마일 지점에 위치하고 있다고 하면 3개의 위성이 서로 교차하여 그림에서의 검은 점인 2개의 교차점이 생기게 된다. 이 2개의 점이 형성되는 이유는 11,000마일과 12,000마일의 2개 구체가 교차하는 타원형구역을 13,000마일의 구체가 관통하면서 3개의 구체가 서로 교차하여 그림과 같이 2개의 교차점 즉 고정점이 생기게 된다.오차의 원인전리층 및 대류권 지연 신호 다중 경로 수신기 시계 오차 궤도 오차 포착 위성 수 위성 배열 위성 신호의 고의적 저하전리층 및 대류권 지연전리층 지구위 180-120마일 사이에 전자적으 로 충전된 입자들이 떠 있는 공간 무선신호는 수마일 두께로 형성된 입자 층을 통과할 때 속도가 감소하게 된다.신호 다중 경로GPS 신호가 수신기에 도달하기 전에 높은 빌딩이나 커다란 바위 등의 물체에 반사될 때 발생합니다. 신호 다중 경로는 신호의 이동 시간을 늘리게 됨으로 오차가 발생합니다.수신기 시계 오차완벽한 시계 위성 A로부터 4초 거리위성 B로부터 6초 거리수신기 시계 오차- 수신기의 시계가 1초 빠르다면 ?? - 이를 해결할 수 있는 방법은?? 삼각법을 이용하는 것이다. 즉 2차원의 예에서 3번째 위성을 추가하는 것.수신기 시계 오차- 완벽한 시계를 가졌다면 위성 C는 우리가 있는 실제 위치로부터 8초의 위치에 있다고 본다. 그림에서와 같이 이런 원들은 3개 위성까지의 실제 거리를 나타내기 때문에 이 모든 3개의 원들은 X점에서 교차한다.수신기 시계 오차-위성과 수신기간에 시계오차가 발생!! -의사거리(pseudorange)가 나타남. : 시간 오차가 포함된 측정치라고 - 수신기 시계를 offset 시킴궤도 오차“천체력 오차”라고도 하며 위성의 보고된 위치에 오차가 있습니다.포착 위성 수수신기에서 더 많은 위성을 “볼” 수 있으면 정확도는 높아집니다. 건물, 지형, 전기적 충돌 이나 울창한 숲 등은 신호 수신을 방해하여 위치 편차를 일으키거나 아예 위치 판독을 불가능하게 할 수 있습니다. 하늘을 막힘 없이 볼 수 있으면 수신 능력을 향상됩니다. GPS 기기는 실내(대표적으로), 수중 또는 지하에서는 작동하지 않습니다.위성 배열이는 특정 시간에서 위성의 상대적 위치에 대한 것입니다. 이상적인 위성 배열은 각 위성이 서로 넓은 각을 유지하는 것입니다. 여러 위성이 직선이나 가까이 위치하게 되면 배열이 나쁜 것입니다.위성 신호의 고의적 저하미국 국방부에 의한 신호의 고의적 저하를 SA (Selective Availability): 선별적 수신”이라고 하며, 매우 정확한 GPS 신호를 적군이 사용하지 못하게 방지하기 위한 것입니다. SA는 범위의 주요 오차에 대한 원인이 되었습니다. 2002년 5월 2일부로 SA가 해제되어 현재는 실행되지 않습니다. 따라서 5~15미터 범위의 GPS 정확도를 기대할 수 있습니다.DGPS(Differential GPS)오차감소방안의 하나  5m 이내 위치가 미리 측정된 기준국(고정)과 사용자(이동)로 구성 기준국에서 GPS 위성 신호를 수신하여 계산한 위치값과 이미 알고 있는 위치값과 비교하여 오차 보정 값을 계산 기준국과 사용자의 공통오차 제거효과 위성시계오차,위성궤도오차 전리층지연오차,대류권지연오차DGPS(Differential GPS)기준국 정확한 기준점에 GPS안테나를 설치하여 각각의 GPS위성 신호를 수신하여 측정된 거리(의사거리)와 이미 알고 있는 거리를 비교 후 위성 오차값을 보정하여 이용자에게 실시간으로 방송하고 있다. 감시국 기준국으로부터 약 185Km떨어진 지점에 GPS안테나를 이용 위성오차 보정신호가 한계치를 벗어날 경우와 위성신호 이상시 경보메시지를 중앙사무소에 전달로 위성상태 및 측위정보 정확성(Accuracity)파악과 측위 기준점으로 활용KAL 007편 격추사건대한항공 007편 격추사건은 1983년 9월 1일. 뉴욕을 출발하여 앵커리지를 경유해서 서울로 오던 중 소련 상공에서 소련 요격기의 공격을 받고 사할린 섬 서쪽에 추락한 사건이다. 이 사고로 미국 하원의원을 포함한 269명 탑승자 전원이 사망하였다. 로널드 레이건(Ronald Wilson Reagan. 1911~2002) 당시 미 대통령에 의해 민간에게 개방 하였다.{nameOfApplication=Show}

공학/기술| 2012.02.18| 28페이지| 1,000원| 조회(98)

반도체, 무지개, 물방울, 나노, 공대, 반사, 반도체공학, 반사의 법칙, 녹색에너지

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85화합물 반도체 공정(유전막 증착)

유전막 증착목차123유전막이란?PVD( 물리적 증착 방법 - Physical Vaper Deposition)CVD( 화학 기상 증착 방법 - Chemical Vaper Deposition)유전막이란?정전기장을 가할 때 전기 편극은 생기지만 이를 통해서 직류전류가 흐르지는 않게 하는 물질로 이루어진 막을 의미한다. 유전막의 역할 배선과 배선 사이를 차단 커패시터(축전지)와 트랜지스터의 기본 구성단위인 게이트를 절연. 유전막의 예 SiO2PVD( 물리적 증착 방법)1Sputtering(스퍼터링)2Vacuum Evaporation(진공증착)3E-Beam Evaporation(전자빔 증착)Sputtering(스퍼터링)스퍼터링(sputtering) 현상은 1852년 Grove에 의하여 처음 발견됨. 스퍼터링(sputtering)은 높은 에너지( 30 eV)를 가진 입자들이 target에 충돌하여 target 원자들에게 에너지를 전달해 줌으로써 target원자들이 방출되는 현상1Cue Ball (Bombarding Atom)(Target)Sputtering의 원리Scattering ball (target atom)[ Sputtering- the atomic billiards game]Sputtering의 과정이온의 가속이온의 target에 충돌Target 원자 방출Sputter된 원자Sputter된 원자표적물 원자 운동량 이동방향0 중화된 가스 분자+ 충돌되는 이온화된 가스분자Sputtering의 과정diffusionpumpRoughingpumpExhaustArgonGasSubstrateChuckelectrodePressurecontrollerTarget반응관Sputter의 구조WORKING GASVACUUM PUMPSTARGETSUBSTRATEPOWER SUPPLY○○○○○○○○○○○○○PLASMA○○○○○++--○○○○○VACUUM CHAMBERSputter의 구조(반응관)플라즈마의 생성Target쪽을 음극, 기판쪽을 양극으로 한다. 고진공 챔버내에 Ar가스 주입 얻어 중성이 됨 Target에서 Sputter 된 원자가 기판에 증착여러가지 다른 재료로도 박막 가능 -절연체, 전도체, 비금속, 유전체 대면적 균일한 두께 두께 조절이 용이 정확한 합금 성분 조절이 가능 전 처리 청결 공정 가능 (sputter cleaning) 균일한 증착이 가능, step coverage 우수 단점: 고가 장비 낮은 증착률(SiO2) 고진공이 아니므로 불순물 증착Sputtering의 특징Sputtering의 종류DC 스퍼터링 RF 스퍼터링 Magnetron 스퍼터링 그 밖의 스퍼터링 - 3극 스퍼터링 - Unbalanced magnetron 스퍼터링 - 반응성 스퍼터링DC 스퍼터링DC 스퍼터링은 diode 스퍼터링 또는 cathode 스퍼터링이라고 하며, 증착 속도는 기체의 압력과 전류 밀도에 의존한다.target의 pre-sputtering시 기판을 보호하기 위해 이동식 shutter가 있다.DC 스퍼터링장점 구조가 간단, 가장 표준적인 sputter장치 증착속도가 여러 종류의 금속에 대해 거의 일정 전류량과 박막두께가 거의 정비례 높은 에너지의 공정이므로 밀착강도가 높다 단점 Target 재료가 금속에 한정됨 - RF sputtering이 보완함 높은 Ar압력이 필요하다. 증착속도가 느리다 - Magnetron Sputtering이 보완함RF 스퍼터링RF 스퍼터링 장치는 절연체의 박막을 증착시키기 위해서 개발됨.Target이 절연체일 경우 직류 전압을 걸어주면 플라즈마가 생기지 않음 교류전류를 흘려줌 양의 반주기 : 전자전류 음의 반주기 : 이온전류 전자가 이온보다 가볍기 때문에 이온전류보다 전자전류가 더 많이 흐름 2차 전자가 생겨 플라즈마가 형성 유지 됨RF 스퍼터링장점 절연체, 전도체, 비금속, 유전체 증착 가능 - DC sputtering의 단점을 보완 낮은 Ar압력에서도 plasma가 유지될 수 있음 단점 제한된 속도로만 증착 가능 생성된 막이 target의 조성과 반드시 일치하지 않기 때문에 절연막의 증착에는 주의가 요망 n)를 방출시켜 이 열전자가 마치 DC 스퍼터링에서 2차 전자의 역할을 수행하도록 한 것이다. Unbalanced magnetron 스퍼터링 Unbalanced magnetron 스퍼터링 장치는 기본적으로 magnetron 스퍼터링 장치지만 내부 자석과 외부자석의 자장세기가 다르다. 따라서 자장이 내부와 외부 사이를 벗어나 기판의 표면 쪽으로 향하는 유속이 생긴다. 반응성 스퍼터링 반응성 스퍼터링은 금속 target을 이용하여 스퍼터링 할 때 불활성 가스와 동시에 반응성이 있는 가스를 흘려줌으로써 화합물 박막을 형성하는데 주로 사용된다.2Vacuum Evaporation(진공증착)진공 증착 장치의 기본구조Vacuum Evaporation(진공 증착)진공 증착이 Al이나 다른 금속 물질의 박막 형성에 많이 사용되는 이유 큰 증착률 가능 ( 0.5 m/min for Al ) 0.1eV 정도의 낮은 에너지로 기판 무손상 고진공 (순수 박막) 문제점 정확한 합금 성분 조성이 어렵다. In -Situ Cleaning 불가능증착 방법저항열 증착 : Mo, Ta, W 보우트 고융점 금속 박막 형성 불가능 (저항열을 이용한 evaporation은 용융점이 낮은 재료의 증착에 유리) 유도가열 증착 : RF 유도가열 코일은 BN 도가니 주위게 감아 전류 공급 장비 및 공정이 복잡E-Beam(전자빔)에 의한 진공 증착기3wafershuttercruciblerotator용융점이 높은 금속 (W, Nb, Si..)과 유전체(SiO2)의 박막을 기판 위에 증착 할 수 있는 장비 반도체 공정 및 MEMS 공정에 필요한 전극 제작에 주로 사용되는 공정 ※ MEMS : Micro Electro Mechanical Systems E-beam source인 hot filament에 전류를 공급 나오는 전자 beam을 전자석에 의한 자기장으로 유도 증착재료에 위치시키면 집중적인 전자의 충돌로 증착재료가 가열되어 증발E-Beam(전자빔)에 의한 진공 증착기3장점 : 증착속도 빠르다 (50A/se열팽창계수 차이를 고려. 부산물 ; toxic, corrosive → 중선화 → 비용이 비쌈 박막의 구조를 결정하는 요소 온도 (기판, 반응실) 성장속도 압력 ☞ 이러한 요소들이 원자의 표면이동속도에 영향을 줌.CVD( 화학 기상 증착 방법)CVD 시스템 종류CVDAPCVDLTCVDRotary Vertical BatchContinuous (Cold-wall)Cold wallHot wallHTCVDEnd feedDistributed feedLPCVDHorizontal Tube (Hot-wall)Vertical flow isothermal (cold-wall)Horizontal TubePlenumHorizontalNozzle (Injector)BarrelPancakePlasma CVD (PECVD)Photon CVD (PHCVD)Radial flow (Cold-wall)Single wafer (Cold-wall)Parallel plate (Hot-wall)UV lampUV laserAPCVD ( 상압 화학 기상 증착 )APCVD System 은 CVD 공정의 초기 형태 Silicon 산화막 증착에 사용되고 있음.반응 Gas 주입부반응 Energy 원반송계배출부반응 ChamberAPCVD ( 상압 화학 기상 증착 )장점 : 반응 장비(구조가 단순) 제작이 용이 빠른 박막형성 단점 : gas의 소비량이 많고 불순물 문제가 발생하기 쉽다 E-beam source위에 원자의 농도가 크므로 와류 또는 discharge가 심하다 Step coverage상압-저온 CVD 반응장치O HTUBE DISPLACEMENT FLOW(a)Horizontal tube(b)ROTARYH ORotary Vertical batch수평형태인 수평관(Horizontal tube)형은 석영관이 수평으로 되어있고 혼합된 반응 기체가 경사된 흑연 열판위에 놓여있는 가열된 웨이퍼 위를 지나가도록 된 구조이다. Rotary Vertical batch 형은 웨이퍼가 가열 저항체위에서 회전하는 판 위에 놓여있반도체 박막 (발열 반응) 냉벽(Cold wall): 흡열 반응 (웨이퍼 표면이 가장 높은 온도) ( Si 박막 형성, RF 가열, 1000C ~ 1300C 10 및 450 KHz ) (a),(b),(c)는 모두 실리콘 박막 형성에 사용되는 CVD장비구조. 흑연 열판이 주로 RF에 의해 가열되며 그 위에 놓여있는 웨이퍼는 이로부터 열 전달에 의해 가열됨.LPCVD ( 저압CVD )LPCVD는 APCVD에서 발생하는 step coverage, 균일도, 입자 불순물 등의 문제점들을 해결해 줄 수 있기 때문에 반도체 박막 제조공정에 많이 이용되고 있다. 장점 압력이 저하 →반응 기체 분자들의 확산도가 크게 증가 →웨이퍼에 도달하는 반응 기체의 질량이동이 박막 성장률에 제한을 가하지 않음 →웨이퍼 간격을 좁게(3~6mm 간격)하여 동시에 많은 양의 웨이퍼 박막형성이 가능 단점 증착률이 상대적으로 낮음 비교적 높은 동작 온도LPCVD ( 저압CVD )수평관 저압 기상 증착(Horizontal tub- LPCVD)가스분산유입관내부웨이퍼덮개가스배기(b) 분산주입압력센서석영관배기펌퍼웨이퍼보우트저항발열체가스유입Si 웨이퍼(a) 종단주입수평관 저압 기상 증착 반응장치*비교적 낮은 증착률 이지만 한 공정에 최대 200장정도의 웨이퍼를 장착할 수 있어서 APCVD보다 큰 생산량을 나타낸다.플라즈마 보강 기상 증착 (PECVD : Plasma Enhanced CVD)장점 : 저온화(낮은 온도에서)가능 빠른 박막형성 증착률이 열에 의한 방법보다 높다 좋은 접착도와 적은 핀홀 밀도 ※ 핀홀 : 굉장히 미세한 공간 단점 : 부산물과 본래의 반응 물질들이 박막속에 잔류하는 경향이 많다. 열 공정시 기체를 밖으로 분출하거나 박막의 벗겨짐 현상 등이 나타나게 된다.기판흑연전극평행판 PECVD 반응장치`플라즈마 보강 기상 증착 (PECVD : Plasma Enhanced CVD)평행-방사형 PECVDRF입력회전스셉터전극배기가열기가열기자기회전자가스유입회전축배기단일 웨이퍼 PECVD 반응장치RF

공학/기술| 2012.02.18| 43페이지| 1,000원| 조회(604)

반도체, 무지개, 물방울, 나노, 공대, 반사, 반도체공학, 반사의 법칙, 녹색에너지

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84화합물 반도체 공정 [2조] 성장기술 (HVPE,LPE)

화합물 반도체 성장 기술H V P E L P E화합물 반도체란? 에피택시 (Epitaxy) 공정이란? HVPE (Hydride Vapor Phase Epitaxy) LPE (Liquid Phase Epitaxy)Index화합물 반도체두 종류 이상의 원소화합물로 이루어지는 반도체 고주파발진소자 , , 등의 소자를 개발화합물 2개 이상의 다른 원소들이 일정 비율로 구성된 순물질에피택시 (Epitaxy) 공정그리스문자 epi(위에) + taxis(배열) = 에피택셜 성장(epitaxial growth) 또는 에피택시(epitaxy) 기판 웨이퍼 위에 같은 방향성을 갖는 얇은 단결정 막을 기르는 기술 기판은 그 위에 새로운 결정을 성장시키는 시드 결정(seed crystal) 이 되며, 새 결정은 기판과 같은 결정구조 및 방향성을 가진다.1.에피택시란?단결정 실리콘 위에 각종 반도체 관련 재료들을 올려놓기 위해 일종의 얇은 필름으로 실리콘의 표면을 덮는 코팅공정 각 재료들이 특정 위치에 정확히 위치 할 수 있도록 하는 기초공사 결정 성장 속도가 초크랄스키법 속도의 1/1000. 두께가 수 ㎛ 정도인 소자용 결정층의 제작에 이용 기판 결정의 용융점보다 훨씬 낮은 온도에서 행해짐2.에피택시 공정기상 에피택시 (vapor phase epitaxy; VPE ) 액상 에피택시 (liquid phase epitaxy; LPE ) 분자선 에피택시 (molecular beam epitaxy; MBE ) 금속 유기물 화학 증착법 (Metal Organic Chemical Vapor Deposition; MOCVD )3.에피택시 성장법의 종류수소화물 기상 에피택시 (HVPE, Hydride Vapor Phase Epitaxy)Index기상 에피택시 성장이란? HVPE 를 이용한 GaAs 성장 HVPE 를 이용한 Sapphire기판 위 GaN 성장 HVPE 의 장단점1.기상 에피택시 성장이란?단결정 박막의 원료 물질고온의 로 안에 주입화학 반응 또는 열분해박막 형성기체상태2. HVPE 를 이용한 GaAs 성장Ga 영역의 온도가 GaAs 기판 보다 약 100℃ 높다.항온조에 들어있는 AsCl3 (실온에서 액체) 에 Carrier Gas인H2를 흘려 포립시킴 2AsCl3→ 1/2As4+ 3Cl2 ( AsCl3 의 열분해 ) ※AsCl3 의 양은 항온조의 온도,압력,수소 가스량으 로 제어됨첫번째 공정고온에서 용융된 Ga 위로 AsCl3 가 통과하여 CaCl3 화합물 생성 Ga + AsCl3→ GaCl3 GaCl3는 다시 열분해 GaCl3 → GaCl +Cl2 (GaCl3의 열분해)두번째 공정생성된 GaCl 과 As4가 반응하여 GaAs 단결정 박막이 기판 위에 성장됨 2GaCl + 1/2As4 → 2GaAs + Cl2 (GaAs 단결정 박막 형성) Cl2+ H2→ 2HCl마지막 공정반응식2AsCl3→ 1/2As4+ 3Cl2 ( AsCl3 의 열분해 ) GaCl3는 다시 열분해 GaCl3 → GaCl +Cl2 (GaCl3의 열분해) 생성된 GaCl 과 As4가 반응하여 GaAs 단결정 박막이 기판 위에 성장됨 2GaCl + 1/2As4 → 2GaAs + Cl2 (GaAs 단결정 박막 형성)생성된 GaCl 과 As4가 반응하여 GaAs 단결정 박막이 기판 위에 성장됨 2GaCl + 1/2As4 → 2GaAs + Cl2 (GaAs 단결정 박막 형성) Cl2+ H2→ 2HCl마지막 공정3. HVPE 를 이용한 Sapphire기판 위 GaN 성장전기로 내 고온에서 용융된 Ga에 HCl 가스를 통과시킴Ga 와 HCl 가스가 반응하여 GaCl 생성GaCl 과 NH3 가스를 성장영역까지 보내어 1000℃이상 에서 사파이어 기판 상에 반응시킴 , 후막 GaN 성장Ga 금속 반응 영역 : Ga(l) + HCl(g) → GaCl(g) +1/2 H2(g) 성 장 영 역 : GaCl(g) + NH3(g) → GaN(s) +HCl(g) +H2(g)4. HVPE 의 장단점장 점단 점후막 증착 가능소자제조의 어려움비교적 저가 장치경정성장 제어가 어려움결정 성장 속도가 빠름As의 분압을 조절하기 어렵다 (GaAs인 경우)높은 생산성액상 에피택시 (LPE, Liquid Phase Epitaxy)IndexLPE (Liquid Phase Epitaxy) 란? LPE 의 공정법 LPE 냉각법 LPE 의 결함 LPE 의 장단점1. LPE (Liquid Phase Epitaxy) 란?많은 반도체 결정들을 용융점보다 훨씬 낮은 온도에서 성장시킬 수 있는 기술 반도체와 제2의 원소의 혼합물은 그 반도체 자체보다 낮은 온도에서 녹기도 하기 때문에, 이러한 혼합물 용액으로부터 결정을 성장시키는 것이 유리 주기율표 상의 Ⅲ족 원소로서 Ga이나 In 등이 포함되는 Ⅲ-Ⅴ족 화합물 반도체의 결정성장에 있어 특히 유용, 이들 금속 원소들이 적절하게 낮은 온도에서 화합물 반도체들과 용액을 만들기 때문각 방에 Ga 용액과 poly GaAs 를 장착시킴도핑 물질을 Ga 용액에 접촉시켜 충분히 섞일 수 있게 유지Ga 용액의 온도를 아주 느린 속도로 냉각시킴Poly GaAs 와 도핑 물질이 녹아 있는 Ga 용액에 단결정 GaAs 기판을 접촉시킴첫번째 방에서 원하는 결정 두께가 형성되면 슬라이드를 두번째 방으로 움직여 성장을 계속함2. LPE 의 공정법3. LPE 냉각법LPE 냉각법에 따른 분류열평형 냉각법 (Equilibrium Cooling)계단형 냉각법 (Step Cooling Techique)과냉각법 (Supercooling Technique)이상용액법 (Two Phase Solution Tech)성장 동안 온도를 연속적으로 하강 시킴 (일정온도하강) 기판의 삽입은 성장도중 언제라도 가능하지만 통상 어떤 균질한 핵 생성이 일어나기 직전에 한다. 성장층 두께(d)는 t2/3 에 비례, 10~100 ㎛ 두께층이 필요할 때 사용열평행 냉각법TL = 평형 포화 온도 T = 온도 t = 시간계단식 냉각법기판이 용액에 접촉된 후 결정이 성장하는 동안 온도를 일정하게 유지 두께(d)는 t1/2 에 비례하여 증가 두꺼운 박막을 성장하는데 최상의 방법 균질한 성분이 필요한 경우 유용TL = 평형 포화 온도 T = 온도 t = 시간과냉각 성장TL = 평형 포화 온도 T = 온도 t = 시간가장 간단한 냉각양상을 나타낸 것 이런 온도 변화는 과포화 조건을 결정하며 용액이 초기부터 포화되도록 한다. 두께 (d)는 t 에 비례 박막 성장은 처음에는 아주 빠르지만 점차적으로 느려지며 반도체레이저에 필요한 0.1 ㎛ 두께의 에피층을 얻을 수 있음결정학적 결함 (Imperfection) , 방향배치오류(misorientation)는 잘못된 기판준비 등에서 생김 결정 성장 중에 형성되는 과냉각자체 , 불균질 어긋나기 (dislocation) 등은 계면 불안정이나 용액 제거 과정에서 생김4. LPE 의 결함4-1. 여러가지 결함들기판 방향 오류에 따른 주름무늬 와 물결무늬 부족한 핵 생성에 따른 액상불순물 기판의 열적인 분해 부조화 어긋나기에 의해 야기된 성장 적층결함이나 미세쌍정 편을 갖는 어긋나기에 의해 증대된 성장 용액제거에 따른 초생달형 무늬abcdef5. LPE 의 장단점장 점단 점간단하고 저렴한 장비웨이퍼의 크기가 제한됨유지 보수비가 저렴계면의 불확실도가 큼 (수백nm)결정의 에피층이 매우 우수함두께 제어가 좋지 못해 두께 균일도가 떨어짐감사합니다 ^^*질문 1실리콘이나 게르마늄으로는 실현할수 없는 소자들을 화합물 반도체는 왜 가능한가?항온조에 들어있는 AsCl3 (실온에서 액체)에 Carrier Gas H2 를 흘려 포립시킴 2AsCl3→ 1/2As4+ 3Cl2 ( AsCl3 의 열분해 ) 3H2 + 3Cl2 → 6HCl3Cl2 의 반응은?질문 2GaN과 마찬가지로 육방정 구조를 가지며 (0001) 면의 결정학적 구조가 서로 유사 모스 경도가 9로 경질이며 융점이 2050℃ 로 매우 높아 GaN과 같이 고온 증착해야 하는 박막의 기판으로 적합 산이나 알칼리에 쉽게 부식되지 앉으므로 LED 제조 공정에 필요한 각종 습식 에칭에도 잘 견딘다.사파이어 기판를 사용하는 이유질문 3LPE 성장 방법중 담금 (Dipping) 방법 기울기 (Tipping) 방법질문 4기본적인 LPE 성장 방법1. 담금 (Dipping) 방법석영 회전봉을 회전용액 홀더를 돌림(기판 홀더는 고정)결정성장 흑연보트를 수직방향으로 들이고 내어야함성장의 재료나 기판의 로딩과 언로딩이 어려움 흑연보트의 성장용액홀이 원주방향으로 위치전기로의 설계가 비교적 쉽고 제작비가 저렴2. 기울기 (Tipping) 방법기울기법에서는 용액이 반응로의 기울임에 의하여 기판과 접촉을 하게 된다.{nameOfApplication=Show}

공학/기술| 2012.02.18| 35페이지| 1,000원| 조회(440)

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83홀 측정 HallMeasurement

Hall Measurement ( 홀 측정)Hall effect 란?- 자기장에 놓여진 고체에 자기장과 수 직인 전류가 흐를 때, 그 고체 내부에 횡단방향의 전기장 이 생성되는 현상. (홀전압=홀효과)Hall Measrement 의 목적- Hall 효과 측정은 반도체 재료의 전기 전도도, 이동도, 캐리어 농도, Si계, SiGe계, InGaAs계, InP계, GaN계등 모든 반도체의 N 형이나 P 형 판정등을 측정하는 방법으로서 여러 가지 반도 체 재료의 전기적특성등을 조사하고 분석하는데 핵심적인특성 분석 방법이다.Hall effect Mesurement System-- 원리 : 물질에 전류를 흐르게하고 강한 자기장을 직각으로 인가 하였을때 캐리어의 이동으로 말미암아 나타나는 전압을 이용하여 물질이 다양한 전기적 특성을 측정하는 장비이다Hall effect의 원리- 자기장은 z방향, 전류는 x방향, 홀전압은y 방향Hall effect Measurement전기장 Ey가 전하에 작용하는 힘 (식1)- 로오렌쯔힘 (식2)(식1)과 (식2)의 두 힘이 평형 (식3)Hall effect Measurementn은 양의 값이어야 하므로, 이로부터 q의 부호를 결정V =Eyb=vBb (식4)에 대입, n 구하기 (식5)전류 I (식4)Hall effect Measurement(식5)로부터 홀계수 (식6)RH는 전하운반자의 종류 판별에 이용홀소자의 전압강하 Vx측정 비저항(ρ) (식7)Hall effect Measurement비저항의 역수=전기전도도(σ) 전하운반자의 이동도(μ) (식8)1.전류를 이루는 주전하의 부호가 결정된다. 2.Hall계수의 값으로부터 전하운반자의 농도를 얻을 수 있다. 3.비저항과 Hall계수로부터 이동도를 계산할 수 있다.Hall effect가 일어나는 이유로렌츠 힘이 전자의 속도와 자기장의 양쪽 방향에 직각으로 작용하기 때문이다. 자기장내에서 움직이는 c전하는 힘(로렌츠힘)를 받는다. 힘을 받은 전하는 힘의 방향으로 움직이나 박막, 도선 등 제한된 크기의 물체 내에 있는 전하의 경우에는 전하가 물체의 바깥으로 쉽게 나갈 수가 없으므로, 반도체물질의 경우에는 type에 따라서 전자와 정공 일 수 있다.{nameOfApplication=Show}

공학/기술| 2012.02.18| 10페이지| 1,000원| 조회(97)

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81해양과 환경 청정수

(水자원이 만드는 그린에너지)목 차해양 심층수의 정의 해양 심층수의 특징 해양 심층수 이용방안 해양 심층수 개발 방법 해양 심층수 개발 현황*해양 심층수의 정의태양광이 도달하지 않는 수심 200M 이하의 맑고 깨끗한 바닷물 수온 : 표층보다 굉장히 낮고 (약 9.5℃), 1년 내내 거의 변화가 없다. 수압 : 30기압 아래에서 오랜 세월을 거쳐 숙성된 해수.*해양 심층수의 특징청 정 성 저 온 성 고 영 양 성*해양 심층수의 특징*청 정 성태양균, 일반세균에 오염되어 있지 않다. 해양성 세균수도 표층 해수에 비해 아주 적다. 육수(陸水)나 대기로부터의 화학물질에 의한 오염을 받게 되는 경우가 적다.*저 온 성해수의 비열은 고체와 액체 중에서 가장 크다▶해면이 태양열로 데워져도 해면 아래로 열이 잘 전달되지 않는다. 수심 200m정도까지는 계절에 따라 온도변화가 매우 크지만 200m아래에서는 수심이 깊어질수록 수온이 낮아져 수심 1000m이하에서는 섭씨5도 정도로 안정된 저온을 유지.*고 영 양 성표층에 비해 광합성이 일어나지 않기 때문에 식물성장에 필요한 질소, 인, 규산 등의 무기영양염을 많이 포함 필수 미량원소와 다양한 미네랄을 균형 있게 포함 4대 미네랄(마그네슘, 칼슘, 칼륨, 나트륨)외 아연, 셀렌, 망간 등을 포함*국내 및 해외에서 조사한 심층수의 특징*해양 심층수 이용 개념도*해양 심층수의 유효이용 방안해양심층수의 특성에 따른 활용가능분야*동해 심층수 이용 후 배수 및 재활용*[방류 : 관리어의 이동 : 자어의 이동]내용///동해 심층수와 관련한 해양오염*해양 심층수의 유효이용 방안해양심층수의 활용에 필요한 소요기술*심층수의 개발 방법(1/5)육상 이용형 심층수 자원이 해안선으로부터 약 5km 이내에 위치하는 경우에 적용심층수의 개발 방법(2/5)육상 이용형 해저파이프를 설치하여 심해역으로부터 육상 플랜트까지 해양심층수를 취수 해저파이프라인은 해저면 아래에 매설하기도 하고, 해저면 위에 포설하기도 한다.*심층수의 개발 방법(3/5)연안 개발형 해양심층수 자원이 해안선으로부터 약 5km 보다 멀리 위치하는 경우에 적합한 개발방식*심층수의 개발 방법(4/5)연안 개발형 부이형 취수시스템 라이저(riser)라 불리우는 연직으로 서 있는 파이프를 해수면의 부이에 매달아 해양심층수를 해수면까지 취수,해수면까지 취수된 해양심층수를 선박에 실어서 육상에 위치한 플랜트까지 이동*심층수의 개발 방법(5/5)연안 개발형 해역비옥화 플랜트 영양염이 풍부한 해양심층수를 이용하여 주변 어장을 비옥화시키기 위하여 이용. 라이저를 해상플랜트에 매달아서 해양심층수를 끌어올려서 해수면 부근에 뿌려주게 된다. 하나의 구조물을 이용하여 부이형과 해역비옥화 플랜트를 동시에 활용할 수 있는 시스템도 적용될 수 있다.*해양심층수 국내 개발 현황해양수산부는 2005년까지 약 500억원을 투입하여 5,000톤/일(연간 1,500천톤) 규모의 해양 심층수 실용화 개발 사업을 본격 추진 2008년부터 이미 많은 회사에서 먹는 물과 화장품, 식품을 개발하여 판매*해양심층수 해외 개발 현황(1/3)미국 온도차 발전 및 수산양식을 중심으로 이용하기 시작한 해양심층수는 이제 유용물질 추출과 음용수 및 의약부문 및 신재생 에너지 분야까지 확장하여 산업화 추진 다양한 이용분야를 개발하여 냉방, 대체에너지, 담수생산, 미세조류 배양을 활용한 색소나 약품 생산, 수산물의 축양 및 유통 등에 활용*해양심층수 해외 개발 현황(2/3)일본 1970년대 중반부터 정부(일본해양과학기술센터. JAMSTEC, Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology) 주도로 해양심층수 연구가 추진되었으며, 1986년부터 1991년까지 아쿠아마린 계획에 따라 과학기술청과 지방자치단체가 공동으로 개발 연구 수행*해양심층수 해외 개발 현황(3/3)일본 현재 지방자치단체 중심으로 16개소의 개발시설이 가동 중이며, 일본 전체 해양심층수 시장규모는 약 3조6천억('07년)으로 추정되고, 생수, 두부, 주류, 빵 등 1,000여종의 제품 생산 중*해외 심층수 이용현황 비교자 료 출 처*{nameOfApplication=Show}

공학/기술| 2012.02.18| 25페이지| 1,000원| 조회(98)

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