확산펌프 기반의 BCl<SUB>3</SUB> 축전결합 플라즈마를 이용한 GaAs와 AlGaAs의 건식 식각

이성현,박주홍,노호섭,최경훈,송한정,조관식,이제원,Lee, S.H.,Park, J.H.,Noh, H.S.,Choi, K.H.,Song, H.J.,Cho, G.S.,Lee, J.W. 한국진공학회 2009 Applied Science and Convergence Technology Vol.18 No.4

본 논문은 확산펌프 기반의 축전 결합형 $BCl_3$ 플라즈마를 사용하여 GaAs와 AlGaAs를 건식 식각한 연구에 관한 것이다. 실험에서 사용한 압력 범위는 $50{\sim}180$ mTorr, CCP 파워는 $50{\sim}200\;W$, $BCl_3$ 가스 유량은 $2.5{\sim}10$ sccm 이었다. 식각 후에 GaAs와 AlGaAs의 식각 속도와 표면 거칠기분석은 표면 단차 측정기를 이용하여 하였다. GaAs의 식각 벽면과 표면 상태는 전자현미경으로 분석하였다. 식각 중 플라즈마의 광 특성 분석은 광학 발광 분석기를 이용하였다. 본 실험을 통하여 5 sccm의 소량의 $BCl_3$ 가스 유량으로 공정 압력이 130 mTorr이내인 경우에는, 100 W CCP 파워의 조건에서 GaAs는 약 $0.25{\mu}m$/min 이상의 우수한 식각 속도를 얻을 수 있었다. AlGaAs의 경우는 GaAs의 식각 속도보다 조금 낮았다. 그러나 같은 유량에서 공정압력이 180 mTorr로 높아지면 GaAs와 AlGaAs의 식각 속도가 급격히 감소하여 거의 식각되지 않는 것을 알 수 있었다. 또한 CCP 파워의 경우에는 50 W의 파워에서는 GaAs와 AlGaAs 모두 거의 식각되지 않았다. 그러나 $100{\sim}200\;W$의 조건에서는 $0.3{\mu}m$/min 이상의 높은 식각 속도를 주었다. 두 결과를 보았을 때 축전결합형 $BCl_3$ 플라즈마 식각에서 GaAs와 AlGaAs의 식각 속도는 CCP 파워가 $100{\sim}200\;W$ 범위에 있으면 그 값에 비례하지 않고 거의 일정한 값이 된다는 사실을 알았다. 75mTorr, 100 W의 CCP 파워 조건에서 $BCl_3$의 유량 변화에 따른 GaAs와 AlGaAs의 식각 속도의 경우, $BCl_3$의 유량이 2.5 sccm의 소량일 때는 GaAs는 식각 속도가 높았지만 AlGaAs는 거의 식각되지 않는 흥미로운 결과를 얻었다. 플라즈마 발광 특성을 보면 $BCl_3$ 축전 결합 플라즈마는 주로 $500{\sim}700\;mm$ 범위를 가지는 넓은 분자 피크만 만든다는 것을 알 수 있었다. 전자 현미경 사진 결과에서는 5 sccm과 10 sccm의 $BCl_3$ 플라즈마 모두 식각 중에 GaAs의 벽면을 언더컷팅 하였으며, 10 sccm의 $BCl_3$유량을 사용하였을 때 언더컷팅이 더 심했다. We report the etch characteristics of GaAs and AlGaAs in the diffusion pump-based capacitively coupled $BCl_3$ plasma. Process variables were chamber pressure ($50{\sim}180$ mTorr), CCP power ($50{\sim}200\;W$) and $BCl_3$ gas flow rate ($2.5{\sim}10$ sccm). Surface profilometry was used for etch rate and surface roughness measurement after etching. Scanning electron microscopy was used to analyze the etched sidewall and surface morphology. Optical emission spectroscopy was used in order to characterize the emission peaks of the $BCl_3$ plasma during etching. We have achieved $0.25{\mu}m$/min of GaAs etch rate with only 5 sccm $BCl_3$ flow rate when the chamber pressure was in the range of 50{\sim}130 mTorr. The etch rates of AlGaAs were a little lower than those of GaAs at the conditions. However, the etch rates of GaAs and AlGaAs decreased significantly when the chamber pressure increased to 180 mTorr. GaAs and AlGaAs were not etched with 50 W CCP power. With $100{\sim}200\;W$ CCP power, etch rates of the materials increased over $0.3{\mu}m$/min. It was found that the etch rates of GaAs and AlGaAs were not always proportional to the increase of CCP power. We also found the interesting result that AlGaAs did not etched at 2.5 sccm $BCl_3$ flow rate at 75 mTorr and 100 W CCP power even though it was etched fast like GaAs with more $BCl_3$ gas flow rates. By contrast, GaAs was etched at ${{\sim}}0.3{\mu}m$/min at the 2.5 sccm $BCl_3$ flow rate condition. A broad molecular peak was noticed in the range of $500{\sim}700\;mm$ wavelength during the $BCl_3$ plasma etching. SEM photos showed that 10 sccm $BCl_3$ plama produced more undercutting on GaAs sidewall than 5 sccm $BCl_3$ plasma.

자연환기식 육성.비육돈사의 악취탈취장치 적용효과

이성현,윤남규,김경원,염성현,조용호,Lee, S.H.,Yun, N.K.,Kim, K.W.,Yum, S.H.,Cho, Y.H. 한국축산환경학회 2008 축산시설환경학회지 Vol.14 No.1

자연환기식 육성 비육돈사의 내부 사육환경을 개선하고자 돈사내부에 악취탈취장치를 설치하였다. 악취탈취장치에서 탈취한 공기는 덕트를 이용하여 돈사내부에 분배되도록 하였다. 악취탈취장치의 가동에 따른 내부의 환경은 돈사의 측벽에 설치된 윈치커튼을 닫아 관리하기 때문에 내부의 환경이 열악해지는 겨울철에 실시하였다. 악취탈취장치를 가동하면서 분석한 돈사의 내부환경 개선효과는 다음과 같다. 1. 돈사내부에 설치한 악취탈취장치에서 탈취된 후 배출된 공기를 돈사내부에 재분배함으로써 악취탈취장치 가동전보다 돈사내부의 암모니아 가스 농도를 약 33.3% 줄일 수 있는 것으로 나타났다. 2. 돈사의 암모니아 가스 저감효과는 돈사의 환기율이 $0.5m^3/m$ 두 이하인 경우에 나타났으며, 환기율이 많아지면 외부의 신선한 공기의 유입에 의해 희석되는 양이 악취탈취 장치에서 배출된 공기량보다 많아 악취탈취 장치 가동에 의한 내부 환경개선 효과는 작은 것으로 나타났다. 3. 육성 비육돈사에 악취탈취장치를 가동하면서 돼지를 입식하여 출하 때까지 사육한 결과 악취탈취장치 설치전과 비교하여 돼지의 폐사율이 약 3.8% 줄어들었으며, 탈취장치 가동후 돈사내부에 관리를 위해 들어갈 때 눈 따가움, 부유먼지 등이 크게 줄어든 것으로 나타났다. Ammonia gas is one of the malodorous gases from swine production facilities, such as manure storage tank, manure fermentation facilities, and livestock houses, etc. Ammonia gas from swine house is being emitted at relatively low concentrations throughout the year. Therefore, livestock facilities were continuously ventilated to supply fresh air for respiration of the animals internal the livestock facilities. The swine facilities need very high ventilation rate to control the inside environmental conditions. The deodorization system of the livestock facilities must be developed considering the ventilation rates. The odor abatement system was installed in order to improve the internal environment of the naturally ventilated growing-finishing pig house. The system which distributes the deodorized air into inner space of the swine house by using plastic duct was installed. Since the internal environment, effected by the operation of the odor abatement system, is monitored by closing the winch curtain installed on the side wall of the pig house, the experiment was practiced at the season when the internal environment becomes aggravated, winter. The effects on the improvement in the internal environment of swine house by operating the odor abatement system are as follows ; 1. By re-distributing the air which was deodorized by the odor abatement system installed in the pig house, the result showed that the concentration of ammonia gas is decreased approximately 33.3% compared with that before operating odor abatement system. 2. The effect on the pig house's ammonia gas reduction was found that the ventilation rate was less than $0.5m^3$/min head. The effect of the operation of the odor abatement system showed to be scarce when the ventilation rate increases because of the influx of external fresh air makes the quantity of diluted air more than those of the odor abatement system. 3. The perishment rate of the pigs which were brooded until slaughtering decreased about 3.8% by operating the odor abatement system in the growing-finishing pig house. Also, after operating the odor abatement system, the stinging of the eyes, suspension dust, etc were decreased when going into swine house for management.

하절기 육성$\cdot$비육돈사와 분만돈사의 암모니아 발생특성 및 환경변화

이성현,조한근,최광재,오권영,유병기,이인복,김경원,Lee S. H,Cho H. K.,Choi K. J.,Oh K. Y.,Yu B. K.,Lee I. B.,Kim K. W. 한국축산환경학회 2005 축산시설환경학회지 Vol.11 No.1

이 연구에서는 하절기에 양돈농가의 육성 비육돈사와 분만돈사에서 얼마만큼의 암모니아, 이산화탄소 등의 환경가스가 발생하는 가를 측정하고, 외기의 환경변화가 내부의 환경에 어떠한 영향을 주는가를 분석하여, 하절기 온도가 높게 올라갈 때 돈사의 생산성 향상을 위한 환경관리 기술을 개발하고, 양돈농장에서 발생하는 악취의 양을 추정함으로써 발생한 악취를 제거하기 위한 기술을 개발하기 위한 기초 자료를 얻기 위해 수행하였으며 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 돈사의 하절기 일중 온$\cdot$습도 변화를 측정한 결과 육성$\cdot$비육돈사의 경우 내부온도가 권장 사육온도인 $15{\~}25^{\circ}C$ 보다 높게 유지되는 것으로 나타났고, 분만돈사의 경우도 권장 사육온도인 $20{\~}25^{\circ}C$ 보다 높게 유지되는 것으로 나타났다. 2. 돈사의 내부 상대 습도는 한 낮의 일부시간을 제외하고는 권장환경 습도인 $60{\~}80{\%}$를 유지하는 것으로 나타나 별도의 시설이 필요치 않을 것으로 판단되었다 3. 육성$\cdot$비육돈사와 분만돈사 모두 암모니아 농도가 평균 9ppm 내외로 나타났으며, 평균 환기율은 육성$\cdot$비육돈사가 $110m^3/h{\cdot}pig$로 고온기 권장 환기율 $210m^3/h{\cdot}pig$ 보다 약 $50\%$ 낮게 나타났고, 분만돈사는 평균 $185m^3/h{\cdot}pig$로 권장 환기율 $876m^3/h{\cdot}pig$의 $21\%$ 수준으로 환기율이 낮은 것으로 나타났다. 4. 암모니아 발생률은 육성$\cdot$비육돈사가 평균 $4.37g/h{\cdot}500kg$, 분만돈사가 $4.82g/h{\cdot}500kg$ 으로 분만돈사의 암모니아 발생률이 육성$\cdot$비육돈사의 암모니아 발생률 보다 약 $10\%$ 높은 것으로 나타났다. This study was carried out to measure the environmental related parameters from two types of swine houses. Indoor temperature, relative humidity, carbon dioxide level, ammonia concentration and emission were measures every 2 minutes from each house with portable monitoring units. Carbon dioxide concentration balance was used to estimate the ventilation rates of the different houses. Daily ammonia concentrations in the growing-finishing and farrowing houses ranged from 2 to 17 ppm and 6 to 15 ppm respectively. The daily ammonia emission rate from the manure averaged 4.37 g/h$\cdot$500 kg from growing-finishing house and 4.82 g/h$\cdot$500 kg from the farrowing house. The above findings proved that summer season was associated with higher ammonia emission rates due to higher ventilation rate and ambient air temperature.

양돈 슬러리의 암모니아 발생 특성에 관한 연구

이성현,윤남규,김경원,이인복,김태일,장진택,Lee S.H.,Yun N.K.,Lee K.W.,Lee I.B.,Kim T.I.,Chang J.T. 한국축산환경학회 2006 축산시설환경학회지 Vol.12 No.1

본 연구에서는 육성 비육돈 슬러리를 이용하여 슬러리의 환경조건에 따라 슬러리로 부터의 암모니아 발생 특성을 분석코자 하였다. 슬러리의 온도와 pH를 조절하여 슬러리로부터 발생하는 암모니아 농도를 측정 분석한 결과 슬러리의 온도가 높을수록 슬러리로 부터 발생하는 암모니아 농도는 급격히 증가하는 것으로 나타났고, 슬러리의 pH를 5, 6, 7, 8의 4수준으로 조절하여 각각의 온도에 따라 발생하는 암모니아 농도를 측정한 결과 pH 5, 6에서는 암모니아 가스가 검출되지 않았으나 pH 7, 8에서는 많은 양의 암모니아 가스가 검출되었고 양돈 슬러리의 pH가 높을수록 발생하는 암모니아 가스가 많이 발생하는 것으로 분석되었다. 본 연구결과 슬러리의 온도를 낮추어 주거나 슬러리의 pH를 낮춤으로써 슬러리로부터 발생하는 악취가스를 크게 줄일 수 있을 것으로 판단되었다. Ammonia emission from swine production process originates from three major sources: manure storage facility, swine housing, and land application of manure. Most of the ammonia gas that are emitted from swine production operations is the by-product of aerobic or anaerobic decomposition of swine waste by microorganism. Knowing the ammonia emission rate is necessary to understand how management practices or alternative manure handling process could reduce impacts of this emission on the environment and neighbors. Ammonia gas emission from pig slurry is very difficult to predict because it is affected by many factors including wind speed of slurry surface, temperature or pH of the swine slurry, sort breed differences and classes, and diets. This study was carried out to effects of pH and temperature on ammonia gas emission from growing-finishing pig slurry. Treated far slurry in this study were pH and temperature. Results showed that pH of slurry variable changes 5, 6, 7, 8 upon an addition of NaOH and $HNO_3$, respectively. The temperature of the slurry which was contained in a water bath maintained at increasing levels ranging from 10 to $35^{\circ}C$. Ammonia emission rate of influenced pH and temperature such that the increase in pH or temperature resulted to an increase in ammonia emission. The ammonia gas was not detected at pH 5 and 6. Moreover, at a slurry of pH 8, the ammonia ranged from 28 to 60ppm and 8-29 ppm at slurry pH of 7 while temperature was 13 to $33^{\circ}C$. When slurry pH was>6, the ammonia emission was significantly increased according to rise in temperature in contrast to acid treatment of the pH. There was also a significantly increase in ammonia emission relative to slurry pH of 7 to 8. The above findings showed that to effectively reduce ammonia emission from slurry of growing-finishing pigs, the pH and temperature should be maintained a low levels.

자연환기식 육성${\cdot}$비육돈사와 동절기 암모니아 발생특성

이성현,조한근,김경원,이인복,최광재,오권영,유병기,Lee, S. H.,Cho, H. K.,Kim, K. W.,Lee, I. B.,Choi, K. J.,Oh, K. Y.,Yu, B. K. 한국축산환경학회 2005 축산시설환경학회지 Vol.11 No.2

이 연구의 목적은 겨울철 양돈농가의 육성${\cdot}$비육돈사를 대상으로 돈사내부의 암모니아 가스와 이산화탄소 가스 농도를 측정하여 양돈시설에서 얼마만큼의 암모니아 가스가 발생하는 가를 분석하기 위한 것으로 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 육성${\cdot}$비육돈사의 내부의 온도는 최소 $6.4^{\circ}C$, 최대 $18.9^{\circ}C$, 일중 평균 $12.4{\pm}4^{\circ}C$로 나타났다. 돈사내부의 온도는 외기의 온도가 $-7.9\~5^{\circ}C$인 것을 고려하면 돼지의 체열에 의한 온도상승으로 가온을 하지 않았음에도 불구하고 외기온도 보다 약 $10^{\circ}C$ 높게 유지되었으며, 외기온의 변화와 같은 경향으로 변화하는 것으로 나타났다. 2. 겨울철 육성${\cdot}$비육돈사의 환기율을 분석한 결과 돼지 한 마리당 일평균 $16\;m^3/h$로 나타났으며, 최소 $12\;m^3/h$, 최대 $22.4\;m^3/h$로 최대환기율과 최소환기율에 2배 정도 차이가 있는 것으로 나타났다. 3. 겨울철 이산화탄소 농도는 일중 평균 $1,775{\pm}230\;ppm$으로 나타났으며, 환기율과 암모니아 농도를 고려하여 분석한 암모니아 발생량은 일중 평균 $208{\pm}28\;mg/h{\cdot}pig$ 내외로 나타났다. 겨울철에는 다른 계절과 달리 돈사내부의 온도관리를 위해 돈사의 윈치커튼을 닫아 내부의 암모니아 농도는 높으나, 환기율이 상대적으로 낮아 암모니아가스 발생량은 다른 계절과 비교하여 상대적으로 적은 것으로 분석되었다. The study was carried out to develop the real time measuring technique of ammonia and carbon dioxide concentration emitted from growing-finishing pig house in winter and estimate ammonia emission rate emitted from the pig house. As the study was carried out, environmental management technique for the pig house and odor abatement skill could be properly developed to reduce the residence's annoyance. The room temperature of the growing-finishing pig house was $10^{\circ}C$ higher than outdoor air temperature in spite of additional heating, because of heat emitted from body temperature of the pigs. The daily variation pattern of room temperature in the pig house shows the similar tendency with outdoor air temperature. The daily mean ventilation rate per head was $16\;m^3/h$ and ranged from $12\;m^3/h$ to $22.4\;m^3/h$. The difference of day and night for ventilation rate was about 2 times. The ammonia emission rate was $208{\pm}28\;mg/h{\cdot}pig$ per daily basics calculated with ventilation rate and ammonia concentration.

웹서비스 기반 그리드 보안 기술 동향

이성현,이재승,문기영,Lee, S.H.,Lee, J.S.,Moon, K.Y. 한국전자통신연구원 2007 전자통신동향분석 Vol.22 No.1

2006년 9월 개최된 제18차 GGF 회의는 그리드 연구에 대한 새로운 출발점으로 기억될 것이다. 1999년 미국 시카고 대학의 이안 포스터 교수에 의해서 “인터넷 망을 이용하여 분산된 컴퓨터 자원의 결합을 통한 작업 수행”이 가능한 그리드가 처음으로 제안된 이후, 많은 기술 발전을 거듭하였고, 최근에는 웹서비스 기술과 그리드 기술을 접목한 개방형 그리드 서비스 구조를 제안하였다. 제18차 회의는 현재까지 개발된 그리드 기술에 본격적으로 웹서비스 기술을 도입하기 위한 선포였으며, 이에 GGF를 OGF로 개명하였다. 본 고에서는 OGSA에 대한 분석을 기반으로 그리드 웹서비스에 대해서 간략히 소개하고, 현재 그리드 웹서비스에서 보안 서비스를 제공하기 위해 연구를 진행하고 있는 웹서비스 보안 기술과 이에 대한 적용 동향을 살펴본다.

물체 인식을 위한 비행시간 측정 카메라의 성능 비교 및 분석

임윤섭(Y. S. Lim),정성진(S. J. Cheong),이성현(S. H. Lee),권욱현(W. H. Kwon),박용화(Y. H. Park) Korean Society for Precision Engineering 2021 한국정밀공학회 학술발표대회 논문집 Vol.2021 No.11월

최근 3 차원 거리 정보를 활용한 물체 인식 기술의 개발과 더불어 고성능, 고화질의 3 차원 거리 측정 센서의 개발이 활발히 진행되고 있다. 그중 간접 비행시간 측정(Indirect Time-of-flight, ToF) 카메라는 비교적 저렴한 가격과 고정밀의 거리 측정 성능을 장점으로 갖고 있어 개발이 가속화되고 있다. 이전에는 QVGA 급 미만의 저해상도를 지닌 비행시간 측정 카메라가 주를 이루었지만, 최근에는 VGA 급의 높은 해상도를 지닌 고정밀의 비행시간 측정 카메라가 등장하는 추세이다. 본 연구에서는 비교적 최근에 등장한 비행시간 측정 카메라 제품들의 거리 측정 성능을 비교하고 분석하였다. 구체적으로 PMD Technologies 사의 Piocomonstar, LUCID Vision Labs 의 Helios2, 미래컴퍼니 사의 MDC200DW와 S100D 를 활용하였으며, 각 제품들에 대해 측정할 수 있는 거리의 범위와 각 거리에서의 오차와 표준편차를 다양한 실험 조건하에서 분석 및 비교하였다. 또한 기존에 개발된 물체 인식 알고리즘을 각 카메라로 촬영한 3 차원 물체 이미지에 적용하여 물체의 특징이 추출되는 정도와 인식률을 서로 비교하였다. 본 연구에서 분석한 비행시간 측정 카메라는 추후 물체 인식을 위한 센서 복합 시스템 개발에 활용될 뿐만 아니라, 3 차원 물체 인식 알고리즘의 개발에도 활용될 것으로 기대된다.

음식물쓰레기를 이용하는 악취저감형 동애등에 유충사육 자동화장치 개발

이성현 ( S. H. Lee ),문종필 ( J. P. Moon ),권진경 ( J. K. Kwon ),이수장 ( S. J. Lee ),이상훈 ( S. H. Lee ),윤남규 ( N. K. Yun ),조윤정 ( Y. K. Cho ),이선영 ( S. Y. Lee ) 한국농업기계학회 2011 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.16 No.2

실시간 객체 탐지기법을 활용한 지화번역 프로그램

이성현(S. H. Lee),홍경찬(K. C. Hong),김형수(H. S. Kim),한영환(Y. H. Han) 한국재활복지공학회 2020 한국재활복지공학회 학술대회논문집 Vol.2020 No.11

원심펌프 임펠러 입구각도 변화에 따른 유동해석

이성현(S.H. Lee),이동렬(D.R. Lee) 한국전산유체공학회 2016 한국전산유체공학회지 Vol.21 No.1

This research is to investigate the performance analysis for efficient design with four different inlet angles of the centrifugal pump impeller. Assuming that the rotation speed and exit angle are fixed, Four cases of the centrifugal pumps were numerically analyzed using ANSYS FLUENT. According to the numerical results, head and pump efficiency at inlet angle of 20 degrees was highest. There is no big difference of efficiency at inlet angle of 20 degrees compared to the inlet angle 30 degrees. About 15% of efficiency at inlet angle of 20 degrees is higher than inlet angle of 40 degrees and 31% higher than inlet angle oof 50 degrees. Because there is liner functional relationship between speed and flow rate, suction flow rate at inlet angle of 20 degrees is superior to the inlet angle of 30 degrees as much as 0.89%, inlet angle of 40 degrees as 13%, inlet angle of 50 as 28.4%. Head at inlet angle of 20 degrees is superior to the inlet angle of 30 degrees as much as 0.4%, inlet angle of 40 degrees as 2.7%, inlet angle of 50 degrees as 3.2%. There should exist highest efficiency and also optimal design shape at inlet angle of 20 degrees.