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탄화규소 증착에서의 전산유체역학 시뮬레이션의 응용 원문보기

세라미스트 = Ceramist, v.18 no.1, 2015년, pp.110 - 116  

최균 (한국세라믹기술원 이천분원) ,  서진원 (고려대학교 신소재공학과)

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문제 정의

  • 본고에서는 CFD 모사가 세라믹 재료의 연구에 어떻게 활용될 수 있는지에 대하여 살펴보았다. 소결로나 반응기 등, 공정 장비의 설계에 많이 활용되는 CFD 모사가 기상과 표면에서의 복잡한 화학반응을 수반하는 CVD 공정에도 적용될 수 있었다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
다중 물리 현상이란 어떠한 경우를 일컫는가? 그 중 하나의 예가 다중물리 현상 (multiple physical phenomena)에 대한 CFD의 적용이다. 다중 물리 현상이란 하나의 자연 현상 혹은 제품의 해석에 구조 해석, 열 해석, 유동 해석, 전자기 해석, 화학반응해석 등이 동시에 적용되는 경우를 말한다 (Fig. 3 참조).
탄화규소를 제작하는 방법에는 어떠한 것들이 있는가? 21의 비중을 지닌 탄화물로 1700도 이하에서는 zinc blende 구조를 가진 입방정의 3C-SiC가 얻어진다. 소결이나 반응 소결 (reaction bonded silicon carbide: RBSC), 화학기상 증착법 (chemical vapor deposition: CVD)을 통하여 제조되며 구조재료로 널리 사용되는데 CVD의 경우에는 고순도로 만들 수 있어서 반도체 공정용 치구로도 활용될 수 있다 (Fig. 1 참조).
전산유체역학이란 무엇인가? 전산유체역학 (CFD, computational fluid dynamics)은 유체 현상을 기술한 비선형 편미분 방정식인 나비에-스토크스 방정식 (Navier-Stokes Equations)을 FDM (Finite Difference Method), FEM (Finite Element Method), FVM (Finite Volume Method) 등의 방법들을 사용하여 공간을 계수화하여 대수 방정식으로 변환하고, 이를 수치 해석(numerical analysis)의 알고리즘을 사용하여 유체 유동 문제를 풀고 해석하는 것이다.4) 그 전형적인 예를 Fig.
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참고문헌 (31)

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  27. S. Leone, O. Kordina, A. Henry, S. Nishizawa, O. Danielsson and E. Janzen, "Gas-Phase Modeling of Chlorine-Based Chemical Vapor Deposition of Silicon Carbide," Cryst. Growth. Des., 12 1977-84 (2012). 

  28. O. Danielsson, P. Sukkaew, M. Yazdanfar, O. Kordina and E. Janzen, "Simulation of Gas-Phase Chemistry for Selected Carbon Precursors in Epitaxial Growth of SiC," Mat. Sci. Forum, 740-742 213-216 (2013). 

  29. O. Danielsson, O. Kordina and E. Janzen, "Simulations of SiC CVD - Perspectives on the need for surface reaction model improvements," Mater. Sci. Forum, 778-780 218-221 (2014). 

  30. K. Choi and J. W. Kim, "CFD Simulation of Chemical Vapor Deposition of Silicon Carbide in $CH_3SiCl_3-H_2$ System," Curr. Nanosci., 10 [1] 135-137 (2014). 

  31. J. W. Seo, J. W. Kim, K. Choi and J. H. Lee, unpublished work 

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