Abstract
Surface structure and adhesion by the reaction between thin metal films and SiC were studied at temperatures between 550 and $1450^{\circ}C$ for various times. The reaction with the formation of various silicides was initially observed above $850^{\circ}C$ for SiC/Co system and $650^{\circ}C$ for SiC/Ni system. The cobalt reacted with SiC and consumed completely at $1050^{\circ}C$ for 0.5 h and the nickel at $950^{\circ}C$ for 2 h. The observed CoSi phase in SiC/Co and Ni$_2$Si phase in SiC/Ni are thermodynamically stable in the reaction zone up to 125$0^{\circ}C$ and $1050^{\circ}C$ respectively. Carbon was crystallized as graphite above $1450^{\circ}C$ for SiC/Co reaction surface and $1250^{\circ}C$ for SiC/Ni. The critical loads of the thin metal films on SiC substrate were qualitatively compared in terms of the scratch test method. At temperatures between 850 and $1050^{\circ}C$, relatively higher values of 20~33 N were observed for SiC/Ni couples.
SIC와 금속박막의 반응에 의한 표면구조 및 부착력이 550$^{\circ}C$에서 1450$^{\circ}C$의 온도범위에서 조사되어졌다. SiC/Co계에서는 850$^{\circ}C$ 이상에서, SiC/Ni계에서는 650$^{\circ}C$ 이상에서 여러 가지 규소화물이 형성된 반응이 최초로 나타났다. 코발트는 1050$^{\circ}C$, 0.5 h에서 니켈은 950$^{\circ}C$, 2h에서 SiC와 완전히 반응하여 소모되었다. SiC/Co에서는 CoSi상이 SiC/Ni에서는 Ni$_{2}$Si상이 1250$^{\circ}C$와 1050$^{\circ}C$의 반응에서까지 각각 열역학적으로 안정하게 관찰되어졌다. 탄소는 SiC/Co 반응표면에서는 1450$^{\circ}C$ 이상에서 그리고 SiC/Ni 반응표면에서는 1250$^{\circ}C$ 이상에서의 온도에서 흑연으로 결정화되었다. SiC기판과 금속박막의 임계하중이 scratch test 방법에 의하여 정성적으로 비교되어져, 850$^{\circ}C$에서 1050$^{\circ}C$의 온도범위에서 SiC/Ni couple이 20~33N의 상대적으로 높은 값을 나타내었다.