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[공학]Characterization of Scratches Generated by CMP

- In the Al CMP, the micro-scratches were small and the removal rates were large whenthe slurry pH was 2~4 and the H2O2 concentration was 1~3 vol.%- The micro-scratch size and removal rate increased as the abrasive concentration on the slurry increased.- Embedded particles could lead to the formation of triangle scratches during processing on platen 2 and 3.- The larger particle size and higher hardness of the alumina abrasive particle employed on platen 1 causes of deeper and more damaging scratches.

공학/기술| 2006.11.14| 20페이지| 2,000원| 조회(411)

결함, scratch, CMP, defect, 스크레치

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[전기화학][전기화학] 연료전지(Fuel Cell)

Fuel CellFSI InDivision of Materials and Chemical Engineering Hanyang University, Ansan, 426-791, KoreaYong Suk Choi Eun Hae Jung Tae Young Kwon Young Sam YuElectric Chemistry Group #1OutlineIntroduction Motivation What is Fuel Cell ? History, Concept, Structure, Mechanism, Fabrication, Types, Advanced Application Industries Related Industries Trend Advances and Issues Market Analysis Summary ReferenceFuel CellFuel CellIntroduction에너지원의 소 프 트 화에너지원의 고 급 화에너지원 변 천에너지원 형 태수소대비 탄소비율Natural GasWoodCoalOilGasSolidLiquid0.251020.5Hydrogen0김경연, (수소혁명) 서평자료, LG경제연구원증기기관내연기관Fuel CellMotivation• 태양전지를 이용해 빛 에너지를 전기에너지로 전환 • 생산비용이 화석연료 발전보다 2~5로 높지만 감소세태양열 / 광 발전• 연 25% 이상씩 증가하는 등 재생가능 : 빠른 보급세 • 유럽이 선도 : 풍력발전 용량의 2/3가 유럽에 집중풍력 발전• 재생가능 에너지원 중 가장 보편적으로 보급 • 현재 세계 전력 생산의 15~20%를 차지수력 발전• 세계 에너지 생산의 0.1%에 불과하지만 잠재력 보유 • 뉴질랜드 등 태평양 연안 / 아이슬란드 등지에 분포지열 발전주요재생가능 대체 에너지원의 특징Fuel CellMotivation에너지원의 지역적, 시간적 불균등성 전력형태로서의 전송시스템 불가능MotivationPost 석유시대의 대 안환경문제 해결의 대 안경 제 성친환경적 에너지대체 에너지 단점 극복에너지 절감효과Fuel 02년• 소니, NEC등 일본 업체들 휴대용 연료전지 개발 계획 발표2001년• '아폴로 7호'에 연료전지 탑재1968년• 미 우주선 '제미니 5호'에 연료전지 탑재1965년• 영국 W. Grove 연료전지 원리를 발명1839년세 부 내 용연 도Fuel CellConcept of Fuel CellElectrolysisFuel CellH20O2H2O2H2H20전기전기 + 열• 전체상업용 수소생산의 4% 정도 • 순도가 높지만 . 생산단가가 높음ElectrolysisH2O• 생물 쓰레기가 많은 농촌지역에 적합Pyrolysis Gasification바이오매스 (CH4 등)• 현재 가장 보편적인 방법 (전체 수소생산의 90% 이상 차지)Stream reforming화석연료 (탄화수소)특 징추출방법포함물질Fuel Cell1 21 2Structure of Fuel CellH2O2H2OGas diffusion layergasketanodecathodeElectrolyte membraneGraphite bipolar plateMetal end plateH+Fuel CellStructure of Fuel CellFuel Cell++++++------StackMechanism of Fuel CellH20H2Fuel inDepleted Fuel and Product Gases OutAnodeElectrolyte (Ion Conductor)Positive ion or Negative ion2e-LoadOxidant inO2H20Depleted Oxidant and Product Gases OutCathodeFuel CellAnode : H2 = 2H+ + 2e- Cathode : O2 + 2H+ 2e- = H20 Overall : H2 + O2 = H20 E0 = 1.2V1 21 2Fabrication of Fuel CellCatalyst synthesisCatalystElectrode FabricationElectrodePolymer Electrolyte MembraneMembron이온(H+)전도성 고분자막고분자전해질형 (PEMFC)80도Platinum on Carbon수산화칼륨 (Liquid)알칼리형(AFC)200도Platinum on PTFE/Carbon인산(Liquid)인산형(PAFC)운전 온도촉매전해질연료전지 형태전해질에 따라Fuel Cell• 가장 먼저 개발 (실용화 단계) : 20년 이상 • 순수한 발전 효율은 40~50% • 전기출력이 50~200kW정도의 소형은 빌딩 등에 설치 (일본 : 50개 이상 건물 설치 건물내 조명, 열은 급탕)Phosphoric Acid Fuel CellPAFC• 알칼리가 이산화탄소에 민감하기 때문에 늦게 개발 • 순수한 발전 효율은 45~60% • 수소의 저장과 이산화탄소의 경제적인 제거가 중요 • 고효율화의 목적은 자동차 산업의 전원공급용Alkaline Fuel CellAFC• 고체 고분자 중합체 (Membrane) • 순수한 발전 효율은 40~60% • 인산형에 비해 저온에서 동작, 출력밀도 큼 (소형화) • 소형화는 자동차 응용에 가장 중요한 역할Proton Exchange Membrane Fuel CellPEMFCFuel Cell TypesFuel Cell• 일산화탄소, 이산화탄스 및 수소에 대하여 내성우수 • 순수한 발전 효율은 45~60% • 전극은 다공성 니켈로 제작 • 운전온도가 높아 내구성과 부식성에 있어 문제Molten Carbonate Fuel CellMCFC• 탄화수소를 직접 전기로 변화시킬 수 있다. • 순수한 발전 효율은 50~60% • 높은 운전온도 : 열적-기계적 강도 요구 • 세라믹 재료 기술의 개발이 중요Solid Oxide Fuel CellSOFC• 메탄올을 직접, 전기화학 반응시켜 발전 • 반응속도가 낮아 저출력 밀도를 갖는다. • 다량의 백금 촉매의 사용 • 메탄올과 산화제가 고체 고분자 막을 통과하는 단점Direct Methanol Fuel CellDMFCFuel Cell TypesFuel CellAdvantages of Fuel CellHigh efftto MotorsComparison of power plant efficiency (Kordesch and Simader, 1996)Fuel CellFuel cells have a number of advantages over conventional power generating equipment :Application of Fuel CellFuel CellStationaryApplication of Fuel CellFuel CellPortable / Micro Fuel CellApplication of Fuel CellFuel CellTransportationIndustries• 에너지 대외의존 완화와 자동차산업 경쟁력 강화를 위해 연료전지 육성 정책을 추진 • 2040년 석유 1,100만 배럴 절감자동차용 연료전지 개발에 주력U.S.A• 80년대부터 에너지 절약 기술개발 계획의 일환으로 연료전지를 개발 • 경제산업성을 중심으로 국토교통성, 환경성 등이 협력하고 있고 정부가 적극적으로 연료전지 육성 의지연료전지 전분야의 산업화를 추구Japan• 90년대 중반부터 연구개발이 시작, 최근 예산 확대 • 아이슬란드는 지열 등 풍부한 재생에너지원을 이용하여 수소를 생산, 수출함으로써 수소에너지 시대의 비전을 제시환경문제 해결대안 연료전지 연구를 강화EuropeFuel CellRelated Industries Trend• DuPont 등 전통 소재업체가 주도하고 있으나, 최근에는 연료전지 전문기업 및 소니, 히타치 등 기기업체들도 소재개발 분야에 참여수소 저장기술 및 성능 개선에 주력Materials• 많은 자동차업체들이 연료전지 자동차 개발에 참여 • 업체간 제휴 및 연료전지업체, 에너지업체와 협력 도요타/GM, 포드/Daimler, Chrysler/발라드 등상업화 가능성 검증Vehicle• 일본업체들 중심으로 고성능 연료전지 개발경쟁 • NEC : 연료전지 Note PC를 약 5시간 구동에서 40시간 구동목표차세대 연료전지 개발에 주력Electronics• 자사수소에너지 인프라 정비 본격화2030년 신제품 연료전지 완전 탑재수소에너지 경제2040년환 경 문 제 화 석 연 료 고 갈Fuel CellAdvances and Issues연료전지 보급을 확대하기 위해서는 경제성과 안정성 확보가 핵심• 연료전지 저가화, 고효율화, 연료가격의 하락 등경제성 확보의 조건• 폭발 등 소비자의 안전 우려를 해소안정성 확보연료전지 산업을 육성하기 위해서는 정부역할이 중요• 정부 R D 예산의 확대, 표준화 및 제도의 정비 연료전지 R D에 대한 인센티브, 인력양성, 대학 연구기능 강화 등Push 정책• 연료전지 시범사업, 정부 구매의 확대, 연료인프라 확충, 연료전지 제품에 대한 세제 혜택 등Pull 정책Fuel CellMarket analysis of Fuel Cell수십대현재2010년2020년현재2010년2020년5만대500만대Zero120만대570만대수억엔1000만엔200만엔수천만엔100만엔30~ 50만엔연료전지차가정용연료전지(Japan Electronics, 2003. 11. 10)Fuel CellMarket analysis of Fuel Cell2030년 연료전지 시장규모 예상 (신제품 탑재 기준)• 휴대용 기기 : 휴대폰, 노트북, PDA 등 • 현재 2차 전지 시장규모 : 연 60억불 내외150억불휴 대 용• 주택용 연료전지는 보일러 시장을 우선적 대체 • 대당 천불 X 연간 2,500만대 기준250억불주 택 용• 연간 자동차시장 : '02년 5,300만대 → '30년 1억대 • 평균 판가 만불, 엔진가격은 자동차 가격의 10%1,000억불자동차용추 정 근 거시장규모Fuel Cell(Japan Electronics, 2003. 11. 10)SummaryFuel Cell연료전지는 기존의 전지나 동력기관에 비해 다양한 장점 보유 친 환경적, 고효율, 고에너지 밀도, 다양한 응용 분야 연료전지는 전자, 자동차 등 다양한 산업에 혁신적 변화를 초래 연료전지 산업을 육성하기 위해서는 정부 역할이 중요 재료 공학자로서 신소재 개발 및}

공학/기술| 2005.12.08| 27페이지| 2,000원| 조회(663)

전기화학, 연료전지, 2차전지, 이차전지, 수소전지

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[재료공학] Quantum Dot Device (양자점 소자)

2004년 6월 9일 한양대학교 재료공학과 3조Mobile CPUQuantum Dot Device유영삼유우경한중상홍현정김우일OutlineMotivation Quantum Dot? Quantum Dot Device (단전자 소자) Mobile CPU Marketability C P U Summary / Conclusion ReferenceMotivation현재 시대의 흐름은 Mobile화!! Mobile화 : 기존기술의 소형화(소자의 소형화) ⇒ 양자점 소자의 대두Quantum DotQuantum Dot ?정 의 양자화된 전자 또는 원자가 들어갈 수 있는 자리(공간)Quantum Dot의 TEM 사진Quantum Dot ?제 작 방 법 Type : MBE (molecular beam epitaxy) 10 torr이하의 초고진공 반응관 증발된 결정재료가 분자나 원자형태로 빔을 형성 기판표면과 반응하여 결정성장 PVD방식의 발전-9※ 장 점 (1) 가장 낮은 온도에서 결정성장이 가능 (2) 반도체의 조성과 도핑을 우수하게 조절(a) Volmer-Weber(island gowth) mode (b) Stranski-Krastanov(layer plus island growth) mode (c) Frank-vander Merwe(layer by layer) modeQuantum Dot ?Thin Film Growth ModeSurface energy isotropySurface energy anisotropyQuantum Dot ?Type : HWE (Hot Wall Epitaxy) Source에 직접적인 열을 가해 증발된 원료 물질이 기판에 도달해서 흡착할 때까지 열역학적으로 평형 상태를 이루어 주어 결정 분자가 가지는 열역학적 에너지를 안정화시켜 성장이 이루어지는 방법※ 장 점 (1) 양질의 박막 결정을 성장할 (2) 양자 점 과 양자 우물 및 초격자 제작이 가능하다 (3) 원료 물질의 손실이 적고 제작 및 유지비용이 적게 듦Quantum Dot ?Quantum Dot Device ?GaAs 단전자 소자Al/AlOx/Al 접합과Si 단전자 소자Al 섬으로 이루어진단전자 기억소자단전자의 이동 Quantum Dot이나 0.1nm이하 크기의 단전자 접합으로 이루어진 소자 Coulomb Blockadee-e-e-이 론Quantum Dot Devicee-e-e-e-e-e-e-e-e-e-VVQuantum Dot Devicee-e-e-이 론Quantum Dot Devicee-e-e-Quantum Dot DeviceExample Single electron transistor (SET) Pentium-4의 경우 : 0.15㎛ SET의 경우 : 1㎚ 원자 하나의 크기 : 0.2㎚ 소자의 집적도 1000배 이상 향상 적 용 실 례ApplicationBio/MedicalOpticsDisplayDeviceQuantum Dot DeviceNon memoryC P UMemoryLaseretc.Quantum Dot DeviceMobile CPU MarketabilityDesktop PC VS Mobile PC36.5%17.5%11.4%TotalDesktopNotebook3320만2460만850만※ Mobile Market 공략의 필요성Mobile CPU Marketability※ 비메모리 시장으로의 진출 필요성Semi-conductor MarketMobile CPU MarketabilityCPU Market※ 틈새시장 공략의 필요성C P U정 의CPU는 트랜지스터의 집합체트랜지스터가 많을수록 성능이 우수 (Pentium-4는 4,200 ~ 5,500만개)컴퓨터를 구성하는 모든 장치를 제어컴퓨터에서 실행되는 모든 프로그램의 명령을 해석하고 실행중앙 처리 장치(Central Processing Unit)C P U구 성방열판, 냉각팬 CPU에서 발생되는 열을 식히기 위한 냉각시스템1차캐시 CPU코어 안에 내장된 캐시 메모리(명령캐시, 데이터 캐시)ALU, CU 논리연산장치와 제어장치2차캐시 1차캐시와 메인메모리 사이의 캐시 메모리. CPU가 처리할 데이터를 메인메모리에서 미리 가져와 저장해 놓은 곳패키징, 인터페이스 메인보드와의 연결부위와 보호하기 위한 케이스C P UNotebook용 CPU의 특징 효율적인 전원관리를 위한 전원절약기술 내장 데스크탑 CPU에 비해 가격이 높은 편C P UNotebook용 CPU의 문제점열※ Hz(M/GHz) : 초당 반복되는 주파수 데이터 처리를 위한 신호 3.0GHz = 1초당 0과1이 30억만번 반복C P UNotebook PC VS Quantum Dot Device PC크 기처리속도전력소모수천배Good3.0GHzBad※ 비 고 전지의 불필요 전력소모가 낮아 태양에너지로 대체 가능 (2) Displayer의 불필요 Quantum Dot Device를 이용한 홀로그램 가능 (3) 냉각 시스템의 불필요 기존 CPU에 비해 열 발생이 극히 적음 (4) 처리속도의 극대화 처리속도 ∝ 트랜지스터의 집적도Summary / ConclusionPC의 소형화Battery Displayer Cooler처리속도의 극대화처리전력소비 최소화시장동향에 맞춘 전략산업처리속도의 극대화전력소비 최소화시장동향에 맞춘 전략산업Reference[메모리 르네상스가 온다] 삼성전자 메모리사업부 황창규 사장 (2003. 5. 25) [자발형성 양자점과 그 응용] 서울대학교 재료공학과 윤의준 교수 (재료마당 2001. 11월호) [PC 하드웨어 엿보기 – CPU] (http://user.chollian.net/~boy74/hw/cpu.htm) [단전자 트랜지스터 : 양자정보 시대를 위한 패러다임] 최중범 교수 (http://www.kps.or.kr/~pht/7-10/23.html) [NT - 나노 세계에서 펼쳐지는 물질혁명] KAIST 화학과 천진우 교수 (과학동아 2002년 1월호)'Example 단전자 분자 소자 하지만 이런 '엄청난' 분자 소자의 개념은 의외로 매우 간단하다. 서로 교차하는 도선 사이에 외부의 전기나 빛을 감지해 '스위치'역할을 할 수 있는 분자를 끼워 이를 외부자극(전기나 빛)으로 쓰고 읽는다는 것이다.다시 말하면 외부의 전기나 빛으로 스위치 되는 분자가 있다면 이를 전기나 빛으로 읽어낼 수 있으며 이 분자가 곧 메모리소자 역할을 하는 것이다. 기존 D램 반도체 구조는 트랜지스터와 커패시터가 결합돼 하나의 소자로 작동되는데 비해 분자소자는 분자스위치 하나로 소자가 구성된다는 차이점을 가진다. 소자구조가 훨씬 간편해지는 대신 기존소자와는 다른 시스템 구조가 요구되는 것이다.3D Displaye-paper{nameOfApplication=Show}

공학/기술| 2005.01.24| 25페이지| 2,000원| 조회(1,093)

CPU, Quantum, 양자점, 소형화

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[재료공학 프레젠테이션]DLP(DMD) 공정 프레젠테이션 평가C아쉬워요

2004년 11월 16일 한양대학교 재료공학과 4조Digital Light Processing김우일유영삼유우경OutlineMotivation Digital Light Processing(DLP) ? Construction of DLP Digital Micromirror Device(DMD) DMD Fabrication Process Packaging Flow Specific of DLP Current Trend Summary / Conclusion ReferenceMotivationInnovative Technology Leading TechnologyD L P D M DD L P ?Digital Light Processing(디지털 방식의 광학 공정) TI社에서 개발한 새로운 디스플레이 기술 Digital Micromirror Device(DMD) Chip 이용 DMD내에 있는 수십만개(근 200만)의 거울들이 반사 하는 빛을 통해 화면을 구성Construction of DLPOperation of DLPDLP 색상 구현3-DMD1-DMDConstruction of DLPConstruction of DLP핵심기술은 DMDD M D ?CMOS Device Structure of the substrate (C-MOS) Circuit patterned in C-MOSMechanical LayerThrough the yoke, electrode. Control the mirror's angle. Input the electro sign. From the C-MOS Circuit.CMOS chip + Mechanical layer = COMPLETE DMDD M D ?MirrorYokeHingeC-MOS chipConstruction of DMDDMD Fabrication (CMOS)p - SubstrateOxidePhoto Resistn – Welln - WellMaskLight Sourcen - WellOxidePhoto Resistp - SubstrateDevelopEtchn - Wellp - SubstrateOxide1st Oxide2nd OxideMaskLight Source1st OxideSiNPhoto ResistSiNPhoto ResistC M PDevelopEtchp - SubstrateOxideOxiden - WellOxideSiNSiNPhoto ResistOxideTrench Isolation ProcessOxidationC M Pn-Welln - Wellp - SubstrateOxidePhoto ResistMaskn-Welln-Wellp-Wellp-WellLight Sourcen - Wellp - Wellp - Welln - Welln - Wellp - Wellp - WellOxidePhoto Resistp – Wellp – Welln – Welln – WellDevelopEtchn-Welln - Welln - Wellp - Wellp - Wellp - SubstrateOxideOxideMetalC M PPolysiliconDrainSourceGateGate Source-Drain Processn-Welln - Welln - Wellp - Wellp - Wellp - SubstrateOxideOxidePhoto ResistOxideMaskMetalMetalPhoto ResistMetalDevelopEtchLight SourceC M Pn - Welln - Wellp - Wellp - Wellp - Substraten-WellOxideMetalMetalOxideOxidePhoto ResistMaskPhoto ResistMetalMetalLight SourceMetalDevelopOxidePackaging FlowProcess complete DMDDMD FabricationSpecific of DLPHigh Contrast Slim Design Wide View-angle No Effect Magnetism The largest screen and the best propertySpecific of DLP구현속도 : Mirror는 1초당 50만회 속도로 작동 D L P : 완전히 밀폐된 실리콘 기판. 영상출력부의 손상이 적음 L C D : 영상출력부가 공기에 노출되어 영상소자 손상 유발Spaces between devicesHigh contrast :Specific of DLPDLPLCD16Mmc1Mm16MmCurrent Trend of DLP올해 국내 프로젝터 시장 2500억원 수준 현재 프로젝터 시장 LCD가 60~70% 장악 약 2년 내에 DLP 점유율 50%이상까지 전망 현재 37%의 점유율 (지난 8분기 연속 성장세) 10000$ 이상의 하이엔드 시장 점유율 : 77% (Pacific Media Associates)Summary / ConclusionC-MOS Device + Mechanical layer = DMD chip Display Market : Analog → Digital , New Tech. A color tone realization by color filter. Structure, Specific : Varies Advantage. EXAMPLE THE NEXT DISPLAY TECHNOLOGY.Summary / ConclusionC-MOS Device + Mechanical layer = DMD chip Display Market : Analog → Digital , New Tech. A color tone realization by color filter. Structure, Specific : Varies Advantage. EXAMPLE THE NEXT DISPLAY TECHNOLOGY.Referencewww.TI.com - Texas Industry Homepage www.DLP.com www.plexoft.com www.icepp.s.u-tokyo.ac.jp/. ../cmos_process.jpg{nameOfApplication=Show}

공학/기술| 2004.12.12| 29페이지| 2,000원| 조회(878)

CMOS, dmd, DLP

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