• 한국진공학회지
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• 제10권3호
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• pp.321-327
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• 2001

Radio frequency magnetron sputtering방법으로 타켈의 Ti/si 조성과 $N_2$ 유량을 변화시켜 증착한 다양한 조성비의 Ti-Si-N 박막의 비저항 변화와 확산방지능력을 조사하였다. 높은 Si 함량을 포함한 Ti-Si-N박막내의 Si은 주로 비정질의 $Si_3N_4$ 형태로 존재하였으며 $N_2$의 양이 증가함에 따라 비저항도 증가하였다. 반면, 낮은 Si 함량을 포함한 Ti-Si-N박막은 낮은 $N_2$ 유량에서도 결정질의 TiN이 형성되었고 낮은 비저항을 나타내었다. 또한, 박막내의 N의 양이 증가함에 따라, 높은 박막의 밀도와 압축응력을 갖는 Ti-Si-N이 형성되었으며, 이는 박막 내의 N의 함량이 확산방지능력에 영향을 미치는 가장 중요한 요소 중 하나로 판단된다. 결과적으로, 29~49 at.%, Ti, 6~20 at.% Si, 45~55 at.% N 범위의 조성을 갖는 Ti-Si-N박막이 우수한 확산 억제 능력을 보유하면서 또한 낮은 비저항 특성을 나타내는데 적합한 조성 범위로 나타났다.

• 한국재료학회지
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• 제9권6호
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• pp.577-582
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• 1999

전도성 $Si_3N_4$-TiN 세라믹 복합재료를 제조하기 위해 성형체를 $1450^{\circ}C$에서 20시간 질화처리한 후 $1950^{\circ}C$에서 3.5시간 가스압소결 기술에 의해 후소결하였다. 초기 분말로 약 $10\mu\textrm{m}$로 된 상용 Si분말, 100mesh와 325mesh로된 Ti분말, 그리고 미세한 $\2.5mu\textrm{m}$ TiN분말을 사용하였다. Ti분말울 사용한 $Si_3N_4$-TiN 소결체에서 상대밀도 및 파괴인성값은 다량의 조대한 기공의 존재로 인하여 낮은 값을 보였다. 그러나 TiN분말을 사용한 $Si_3N_4$-TiN 복합체에서 파괴인성, 파괴강도 및 전기저항은 각각 $5.0MPa{\cdot}m^{1/2}$, 624MPa 그리고 $1400{\omega}cm$였다. 복합체에서 TiN 업자의 분산은 $Si_3N_4$ 업자의 조대한 봉상형태로의 성장올 방해하며 $Si_3N_4$/TiN 계면에 강한 변형장울 만든다. $Si_3N_4$-TiN 복합체의 전기전도도 및 기계적 특성을 향상시키기 위해 TiN 업자가 균일하게 분산 된 미세조직 제어가 요망된다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2001년도 추계학술발표회 초록집
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• pp.42-42
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• 2001

• 열처리공학회지
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• 제13권5호
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• pp.324-329
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• 2000

Microstructure, mechanical and fatigue behaviors of TiCN and TiN/TiCN thin films, deposited on quenched and tempered STD61 tool steel, were investigated by using XRD, XPS, hardness, adhesion and fatigue tests. The TiCN thin film is grown along the (100), (111) orientation, whereas the TiN/TiCN thin film is grown along the (111) orientation. The preferred orientation of TiN/TiCN thin film strongly depends on the TiN buffer layer whose orientation is (111), as is well-known. The TiN/TiCN thin film showed the higher adhesion compared with TiCN single layer because the TiN buffer layer, having good toughness, reduces the effects of the lower hardness of substrate. In the high cycle tension-tension fatigue test, the fatigue life of the TiCN and the TiN/TiCN coated steel increased approximately two to four times and five to nine times respectively compared with uncoated specimens. The TiN buffer layer in multilayer thin films plays an important role in reducing residual stress and fatigue crack initiation, and then in restraining the fatigue propagation.

• 대한전기학회논문지
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• 제45권2호
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• pp.242-248
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• 1996

The properties of TiN/TiSi$_{2}$ bilayer formed by a rapid thermal annealing is investigated when thin SiO$_{2}$ film exists at the Ti-Si interface. The competitive reaction for the TiN/TiSi_2 bilayer occurs above 600 .deg. C. The thickness of the TiSi$_{2}$ layer decreases with increasing SiO$_{2}$ film thickness and also decreases with increasing anneal temperture When the competitive reaction for the TiN/TiSi$_{2}$ bilayer is occured by rapid thermal annealing, the composition of TiN layer represents TiN$_{x}$O$_{y}$ due to the SiO$_{2}$ layer at the Ti-Si interface but the structures of the TiN and TiSi$_{2}$ layers were not changed.d.d.

• 한국진공학회지
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• 제11권3호
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• pp.159-165
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• 2002

본 연구에서는 $TiCl_4$과 $NH_3$을 이용하여 atomic layer deposition(ALD)법으로 TiN막을 증착한 후, 그 막의 특성에 관하여 조사하였다. 최적 공정조건에서 TiN막의 성장률은 cycle당 두께가 약 0.6 $\AA$인 것으로 나타났고, 비저항은 반응온도 구간에서 200~350 $\mu\Omega$cm 수준으로 낮게 얻어졌다. XRD분석결과 TiN-ALD온도구간에서 TiN막이 결정화되었음을 알 수 있었다. AES 분석결과 Cl불순물의 함량이 거의 없는 상태(<1 at%)로 나타났고, TiN막에서의 Ti:N비가 1:1인 것으로 보아 거의 균일하게 형성되었음을 알 수 있었다. 또한 SEM관찰로 Aspect ratio 10:1의 trench 내에 형성된 TiN막의 스텝.커버리지는 극히 우수함을 알 수 있었다.

• 한국재료학회지
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• 제5권1호
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• pp.87-95
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• 1995

Al과 Si사이에서 Ti의 충진처리가 확산방지막 성능에 미치는 영향에 대해서 조사하였다. TiN의 충진처리는 $450^{\circ}C$의 $N_{2}$ 분위기에서 30분간 열처리함으로써 행하였다. TEM 분석을 통해 갓 증착된 TiN의 결정립 사이에는 약 10-20$\AA$ 정도의 고체물질이 없거나 TiN에 비해 밀도가 매우 낮은 공간이 존재함을 알 수 있었다. 또한 충진처리된 TiN의 경우에는 이러한 공간의 폭이 10$\AA$ 이하로 줄어듦을 알 수 있었다. RBS와 AES 분석에 의해 갓 증착된 TiN는 dir 7at.% 정도의 산소를 함유하고 있었고, 충진처리된 TiN는 약 10-15at.%의 산소를 함유하고 있었다. 갓 증착된 TiN와 충진처리된 TiN를 확산방지막으로 시험한 결과, 갓 증착된 TiN는 $650^{\circ}C$, 1시간의 열처리 후에 Al 스파이크와 Si 패임자국의 형성으로 이해 파괴되었다. 하지만 충진처리된 TiN의 경우에는 같은 열처리 조건에서 Al 스파이크나 Si 패임자국을 전혀 찾아볼수 없었다. 따라서, TiN의 충진처리가 Al과 Si사이에서 확산 방지막 성능을 크게 향상시켜주는 효과가 있음을 알 수 있었다. 이와 같은 충진처리 효과는 TiN의 결정립계의 간격이 줄어듦에 의해서 빠른 확산 경로인 결정립계를 통한 확산이 감소하는 것에 기인하는 것으로 이해된다.

• 한국표면공학회지
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• 제24권1호
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• pp.34-34
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• 1991

Corrosion behavior of TiN coated steel was studied in terms of thickness of interlayer Ti and TiN coating TiN was are ion plated to a thickness of 1$\mu\textrm{m}$ and 2$\mu\textrm{m}$ respectively with interlayer coating of Ti of 1$\mu\textrm{m}$, 2$\mu\textrm{m}$ and 3$\mu\textrm{m}$. Corrosion resistance of TiN coated steel was evaluated by anodic palarization test in 1N H2SO4 as well as salt spray test. Porosity of each coating was also tested by using SO2 test method. Corrosion current density decreased with increasing TiN coating thickness and Ti interlayer coating markedly enhanced the corrosion resistance. Ti interlayer coating of 2$\mu\textrm{m}$ and 3$\mu\textrm{m}$ prior to 2$\mu\textrm{m}$ TiN coating decreased the corrosion current density of active range by an order of 4 and that of passive range by an order of 2. This improvement was associated with the retardation of corrosive agent penetration with increasing coating thickness and inherent corrosion resistance of Ti interlayer. Ti interlayer coating was also very effective in improvement of corrosion resistance under salt atmosphere.

• 한국표면공학회지
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• 제36권2호
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• pp.109-115
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• 2003

Quaternary Ti-Al-Si-N films were deposited on WC-Co substrates by a hybrid deposition system of arc ion plating (AIP) method for Ti-Al source and DC magnetron sputtering technique for Si incorporation. The synthesized Ti-Al-Si-N films were revealed to be composites of solid-solution (Ti, Al, Si)N crystallites and amorphous Si3N4 by instrumental analyses. The Si addition in Ti-Al-N films affected the refinement and uniform distribution of crystallites by percolation phenomenon of amorphous silicon nitride, similarly to Si effect in TiN film. As the Si content increased up to about 9 at.%, the hardness of Ti-Al-N film steeply increased from 30 GPa to about 50 GPa. The highest microhardness value (~50 GPa) was obtained from the Ti-Al-Si-N film haying the Si content of 9 at.%, the microstructure of which was characterized by a nanocomposite of nc-(Ti,Al,Si) N/a$-Si_3$$N_4$.

• ETRI Journal
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• 제13권4호
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• pp.58-69
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• 1991

고집적회로에서 A1 금속공정의 diffusion barrier로 널리 사용되는 titanium nitride의 성질을 조사하였다. 실제 회로 구조의 열적 안정성을 관찰하기 위하여 준비된 TiN/Ti다층 barrier를 $600^{\circ}C$까지 열처리하여 x-ray photoelectron spectroscopy (XPS), cross-sectional transmission electron microscopy(XTEM) 등으로 분석하였다. 열처리 온도가 증가됨에 따라 oxygen은 TiN 층의 표면과 pure-Ti 층에 pile up 된다. TiN 층의 표면에서는 $600^{\circ}C$열처리시 TiN이 분해되어 완전히 $TiO_2$가 형성되며, TiN 층 내에서는 oxygen 함량은 열처리 온도의 증가에 따라 커지고 이때 형성되는 Ti-oxide는 $TiO_2$ 보다 TiO, $Ti_2$$O_3$ 상태로 존재하게 된다. Pure-Ti 층은 열처리시 두개의 층으로 나누어 지는 데, 표면에서 침투하는 oxygen과 pure-Ti이 반응하여 Ti-oxide 층이 생기며 실리콘 기판과의 반응으로 Ti-silicide를 형성한다. $600^{\circ}C$에서 모든 Ti 층이 반응으로 소모되고 열적 stress, Ti-silicide의 grain growth, oxygen의 침입으로 TiN 층에 blistering이 발생한다.