• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.28 no.1
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• pp.7-11
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• 2015

In this study, $Si_3N_4$/SnZnO/AZO/Ag/Ti/ITO multi-layer film were prepared on glass substrate by DC/RF magnetron sputtering method. To prevent interfacial reaction between Ag and ITO layer, Ti buffer layer was inserted. Optical properties and sheet resistance were studied depending on laminating times of each multi-layered film especially in visible ray. The simulation program, EMP (essential macleod program), was adopted and compared with experimental data to expect the experimental result. It was found out that the transmittance of the first stacked $Si_3N_4$/SnZnO/AZO/Ag/Ti/ITO multi-layer film was more than 90%. However, with increasing stacking times, the optical properties of $Si_3N_4$/SnZnO/AZO/Ag/Ti/ITO multi-layer film get worse. Consequently, Ti layer is good for oxidation barrier, but too many uses of this layer may have an adverse effect to optical properties of TCO film.

• Journal of the Korean institute of surface engineering
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• v.35 no.6
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• pp.415-421
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• 2002

Ti-Si-N coating layers were codeposited on silicon wafer substrates by a DC reactive magnetron sputtering technique using separate titanium and silicon targets in $N_2$/Ar gas mixtures. The oxidation behavior of Ti-Si-N coating layers containing 4.0 at.%, 10.0 at.%, and 27.3 at.% Si was investigated at temperatures ranging from 600 to $960^{\circ}C$. The coating layers containing 4.0 at.% Si became fast oxidized from $600^{\circ}C$ while the coating layers containing 10.0 at.% Si had oxidation resistance up to $800^{\circ}C$. It was concluded that an increase in Si content to a level of 10.0 at.% led to the formation of finer TiN grains and a uniformly distributed amorphous Si3N4 phase along grain boundaries, which acted as efficient diffusion barriers against oxidation. However, the coating layers containing 27.3 at.% Si showed relatively low oxidation resistance compared with those containing 10.0 at.% Si. This phenomenon would be explained by the existence of free Si which was not nitrified in the coating layers containing 27.3 at.% Si.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2015.05a
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• pp.131-132
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• 2015

$Ti_{0.26}Al_{0.16}Si_{0.01}N_{0.57}$ (at%) coatings were synthesized on stainless steel 304 by using arc ion plating systems (AIPS). Targets employed for the deposition were Ti, AlSi(67:33at%) and AlSi(82:18at%). The thickness of TiAlSiN coatings is $4{\mu}m$. The oxidation characteristics of the deposited coatings were studied by thermogravimetric analysis (TGA) in air between 800 and $900^{\circ}C$ for 75 hr. The oxide scale formed on the TiAlSiN coatings consisted of $rutile-TiO_2$ layer and ${\alpha}-Al_2O_3$. At $800^{\circ}C$, the coatings oxidized relatively slowly, and the scales were thin and adherent. When oxidized above $900^{\circ}C$, $TiO_2$ grew fast over the mixed oxide layer, and the oxide scale formed on TiAlSiN coatings was prone to spallation. Microstructural changes of the TiAlSiN coatings that occurred during high temperature oxidation were investigated by EPMA, XRD, SEM and TEM.

• Proceedings of the Korean Society of Tribologists and Lubrication Engineers Conference
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• 1988.06a
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• pp.43-48
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• 1988

보호피막을 입히는 방법으로는 화학증착법과 물리증착법이 주로 사용되고 있다. 고온 분위기에서 기체 상태인 반응물의 화학반응을 통하여 원하는 물질을 증착시키는 화학증착법은 물리증착법에 비해 점착성(adhesion)이 우수하고, 보호피막층의 성분조절이 용이하며, 반응물이 기체상태이므로 대량생산이 용이하여 보호피막 증착법으로 많이 사용되고 있다. $Si_3N_4$-TiC ceramic 표면에 TiC, TiN 및 Ti(C, N) coating을 함으로써 얻을 수 잇는 장점들은 표면층의 경도를 증가시키며, steel과의 마찰계수의 감소 및 coating 층 자체가 고온에서 고체 윤활제로 작용하여 마찰열의 상당한 감소를 얻을 수 있으며, 또한 coating층 자체가 비교적 안정한 화합물로 피삭재내의 성분원소들에 대한 diffusion barrier로 작용되며, 내식성을 증가시킬 수 있다. 본 연구에서는 각 증착층의 미소경도, 열충격저항, steel과의 마찰계수를 측정하였으며, 최종적으로 절삭시험을 통하여 증착층들의 내마모성을 조사, 규명하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2000.02a
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• pp.123-123
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• 2000

선폭이 초미세화됨에 따라 게이트 전극에서의 공핍 현상 및 불순물 확산의 물제를 갖는 poly-Si 게이트를 대체할 전극 물질로 텅스텐(W)이 많이 연구되어 왔다. 반도체 소자의 배선물질로 일찍부터 사용되어온 텅스텐은 내화성 금속의 일종으로 용융점이 높고, 저항이 낮다. 그러나, 일반적으로 사용되고 있는 CVD에 의한 텅스텐의 증착은 반응가스(WF6)로부터 오는 불소(F)의 게이트 산화막내로의 확산으로 인해 MOS 소자가 크게 열화될수 있다. 본 연구에서는 W/TiN 이중 게이트 전극 구조를 갖는 MOS 캐패시터를 제작하여 전기적 특성을 살펴보았다. P-Type (100) Si위에 RTP를 이용, 85$0^{\circ}C$에서 110 의 열산화막을 성장 및 POA를 수행한 후, 반응성 스퍼터링법에 의해 상온, 6mTorr, N2/Ar=1/6 sccm, 100W 조건에서 TiN 박막을 150, 300, 500 의 3그룹으로 증착하였다. 그 위에 LPCVD 방법으로 35$0^{\circ}C$, 0.7Torr, WF6/SiH4/H2=5/5~10/500sccm 조건에서 2000~3000 의 텅스텐을 증착하였다. Photolithography 공정 및 습식 에칭을 통해 200$\mu\textrm{m}$$\times$200$\mu\textrm{m}$ 크기의 W/TiN 복층 게이트 MOSC를 제작하였다. W/TiN 복측 게이트 소자와 비교분석하기 위해 같은 조건의 산화막을 이용한 알루미늄(Al) 게이트, 텅스텐 게이트 MOSC를 제작하였다. 35$0^{\circ}C$에서 증착된 텅스텐 박막은 10~11$\Omega$/ 의 면저항을 가졌고 미소한 W(110) peak값을 나타내는 것으로 보아 비정질 상태에 가까웠다. TiN 박막의 경우 120~130$\Omega$/ 의 면저항을 가졌고 TiN (200)의 peak 값이 크게 나타난 반면, TiN(111) peak가 미소하게 나타났다. TiN 박막의 두께와 WF/SiH4의 가스비를 변화시켜가며 제작된 MOS 캐패시터를 HF 및 QS C-V, I-V 그리고 FNT를 통한 전자주입 방법을 이용하여 TiN 박막의 불소에 대한 확산 방지막 역할을 살펴 보았다. W/TiN 게이트 MOS 소자는 모두 순수 텅스텐 게이트보다 우수하였고, Al 게이트와 유사한 전기적 특성을 보여주었다. W/TiN 게이트 MOS 소자는 모두 순수 텅스텐 게이트보다 우수하였고, Al 게이트와 유사한 전기적 특성을 보여주었다. TiN 박막이 300 , 500 이고 WF6/SiH4의 가스비가 5:10인 경우 소자 특성이 우수하였으나, 5:5의 경우에는 FNT 전자주입 특성이 열화되기 시작하였다. 그리고, TiN박막의 두께가 150 으로 얇아질 경우에는 WF6/SiH4의 가스비가 5:10인 경우에서도 소자 특성이 열화되기 시작하였다. W/TiN 복층 게이트 MOS 캐패시터를 제작하여 전기적인 특성 분석결과, 순수 텅스텐 게이트 소자의 큰 저전계 누설 전류 특성을 해결할 수 있었으며, 불소확산에 영향을 주는 조건이 WF6/SiH4의 가스비에 크게 의존됨을 알 수 있었다. TiN 박막의 증착 공정이 최적화 될 경우, 0.1$\mu\textrm{m}$이하의 초미세소자용 게이트 전극으로서 텅스텐의 사용이 가능할 것으로 보여진다.

• Proceedings of the Korean Ceranic Society Conference
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• 2000.10a
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• pp.107.2-107
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• 2000

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2005.11a
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• pp.129-129
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• 2005

• Proceedings of the Korean Ceranic Society Conference
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• 2003.10a
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• pp.123.2-123
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• 2003

• Korean Journal of Materials Research
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• v.9 no.5
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• pp.503-508
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• 1999

We have investigated the physical and diffusion barrier property of Ti-Si-N film for Cu metallization. The ternary compound was deposited by using reactive rf magnetron sputtering of a TiSi$_2$target in an Ar/$N_2$gas mixture. Resistivities of the films were in range of 358$\mu$$\Omega$-cm, to 307941$\mu$$\Omega$-cm, and tended to increase with increasing the $N_2$/Ar flow rate ratio. The crystallization of the Ti-Si-N compound started to occur at 100$0^{\circ}C$ with the phases of TiN and Si$_3$N$_4$identified by using XRD(X-ray Diffractometer). The degree of the crystallization was influenced by the $N_2$/Ar flow ratio. The diffusion barrier property of Ti-Si-N film for Cu metallization was determined by AES, XRD and etch pit by secco etching, revealing the failure temperature of 90$0^{\circ}C$ in 43~45at% of nitrogen content. In addition, the very thin compound (10nm) with 43~45at% nitrogen content remained stable up to $700^{\circ}C$. Furthermore, thermal treatment in vacuum at $600^{\circ}C$ improved the barrier property of the Ti-Si-N film deposited at the $N_2$(Ar+$N_2$) ratio of 0.05. The addition of Ti interlayer between Ti-Si-N films caused the drastic decrease of the resistivity with slight degradation of diffusion barrier properties of the compound.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.2 no.2
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• pp.110-118
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• 1992

When CVD-W films deposited on the reactively sputter-deposited TiN(${\circled1}$), the $NH_3$-RTP (rapid themal processed) TiN(${\circled2}$), and the furnace-annealed TiN submitate (${\circled3}$) by $SiH_4$, reduction, deposition rate is in the order of ${\circled1}>{\circled2}>{\circled3}$ and incubation period of W nucleation is in the order of ${\circled1}{\leq}{\circled2}<{\circled3}$. The longest incubation period of nucleation and lowest deposition rate for the CVD-W on the annealed TiN is due to the incorporation of oxygen from the nitrogen ambient containing some oxygen as contaminant into the TiN film. The higher W deposition rate and the lower incubation period of W nucleation on the RTP-TiN substrate in comparison with those on the sputtered TiN substrate seem to be due to a negative effect of the high compressive stress of the RTP-TiN on the nucleation and growth of W. Also the thickness uniformity of the W film deposited on the TiN substrate by $SiH_4$ reduction turns out to be better than that by $H_2$ reduction.