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

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
• /
• pp.310-310
• /
• 2013

본 연구에서는 Titanium (Ti) source/drain 전극 접합이 차세대 비정질 InGaZnO (IGZO) 기반 박막형 트랜지스터에 미치는 영향을 화학적, 구조적, 전기적 특성 분석을 통하여 관찰하고 Ti/IGZO 접합 특성을 설명할 수 있는 메커니즘을 제시하였다. IGZO 기반 박막형 트랜지스터 소자의 구동 특성은 transmission line method (TLM) 패턴 공정을 이용하여 정량적으로 분석되었다. 비정질 IGZO 기반의 박막형 트랜지스터에서 Ti source/drain 전극 접합에 의한 구동 특성 변화 및 영향을 확인하기 위하여 금속/산화물 계면 반응성이 낮은 silver (Ag) source/drain 전극이 reference로 비교되었으며, 그 결과 Ti source/drain 전극 접합이 적용된 비정질 IGZO 트랜지스터의 경우 Ti 금속과 IGZO 산화물 계면에 형성되는 열역학적으로 안정한 $TiO_x$ 층의 형성에 의해 VT ($-{\Delta}0.52V$) shift 및 saturation mobility ($8.48cm^2$/Vs) 상승됨을 확인하였다. 뿐만 아니라 TLM 패턴을 이용한 IGZO 트랜지스터의 전기적 변수 도출 및 수치적 해석으로부터 $TiO_x$ 계면층 형성이 Ti 금속과 비정질 InGaZnO 계면에서의 effective contact resistivity를 효과적으로 낮출 수 있음을 확인하였다. Ti source/drain 전극 접합에 의해 발생되는 $TiO_x$ 계면층의 화학적, 구조적 특성과 $TiO_x$ 계면층 생성에 의한 소자 특성 변화를 연관시켜 해석함으로써, IGZO 기반 박막형 트랜지스터에서의 Ti source/drain 전극 접합이 비정질 IGZO 기반 박막형 트랜지스터에 미치는 영향을 설명하였다.

• 한국재료학회지
• /
• 제8권10호
• /
• pp.956-960
• /
• 1998

XPS와 glancing angle XRD, AES 및 AFM을 사용하여 $330^{\circ}C$-$800^{\circ}C$사이의 진공분위기에서 열처리할 때, Co/Nb이중층과 $SiO_2$기판 사이의 계면반응을 조사하였다. $600^{\circ}C$에서 Co와 Nb는 서로 활발하게 확산하여, $700^{\circ}C$이상에서는 두 층사이의 충역전이 완전히 일어났다. 그 때 Nb 중간층과 $SiO_2$기판 사이의 반응에 의하여 계면에 일부 NbO가 형성되었으며, 표면에서는 분위기 중의 산소에 의하여 $Nb_2O_5$가 생성되었다. Nb와 기판간의 반응에 의하여 유리된 Si는 $600^{\circ}C$이상에서 잔류 Co 및 Nb와 반응하여 실리사이드를 형성하였다. Co/Nb 이중층 구조는 $800^{\circ}C$에서 열처리한 후 면저항이 급증하기 시작하였는데, 이것은 Co층이 기판과 바로 접하게 되어 계면에너지를 줄이기 위해 응집되기 때문이다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국추진공학회 1993년도 제1회 학술강연회논문집
• /
• pp.12-26
• /
• 1993

본 논문에서는 브레이징법에 대하여 간략히 기술하고 접합체의 접합강도에 영향을 미치는 요인들에 대하여 조사하였다. 그리고 접합 계면의 반응 생성물의 상동정과 미세조직 관찰 결과를 보고한다. 실험 결과에 의하면 반응층은 두 층으로 이루어져 있으며, 엷은 반응층은 $\delta$-TiO,$Ti_2$O등의 Ti 산화물이고, 두꺼운 반응층은 다이아몬드 입방정의 $Ti_4$$Cu_2$O 이었다. 또 이러한 반응층의 형성 구동력이 Ti에 의한 $Al_2$$O_3$의 분해 반응에 의한 것이라는 가정을 뒷받침하는 자료로 XPS의 Al 2p 피이크의 변화를 제시한다. 끝으로 접합체의 잔류응력 분석 결과(FEM, XRD)를 타 실험자들의 연구 결과와 비교 검토하고, 더 높은 접합 강도를 얻기 위한 방법들을 정리하여 보고한다

• 마이크로전자및패키징학회지
• /
• 제5권1호
• /
• pp.111-118
• /
• 1998

본 연구에서는 차세대 집적회로 device의 배선재료로서 사용될 가능성이 높은 Cu 금속을 무전해 도금으로 증착시킨 후 집적회로 공정에 필요한 열적 안정성에 대하여 고찰하 였다. MOCVD방법으로 Si 기판위에 TaN 박막을 확산 방지막으로 증착시킨 다음 무전해도 금으로 Cu막을 증착시켜 Cu/TaN/Si 구조의 다층박막을 제조하여 H2 환원 분위기에서 열처 리시킴으로서 열처리 온도에 따른 Cu 박막의 특성과 확산방지막 TaN와의 계면반응 특성에 대하여 고찰하였다. 활성화 처리와 도금용액의 조절을 적절히 행함으로서 MOCVD TaN 박 막위에 적당한 접착력을 지닌 Cu 박막층을 무전해 도금법을 사용하여 성공적으로 증착시킬 수 있었다. XRD, SEM 분석결과에 의하면 H2 환원분위기에서 열처리시켰을겨우 35$0^{\circ}C$~ $600^{\circ}C$ 범위에서 결정립 성장이 일어나 Cu 박막의 미세구조 특성이 개선됨을 알수 있었다. 또한 XRD, AES 분석에 의하여 열처리 온도에 따른 계면반응 상태를 조사해본 결과 $650^{\circ}C$ 온도에서는 Cu 원자가 TaN 확산방지막을 통과하여 Si 기판내로 확산함으로서 계면에서 Cu-Si 중간화합물을 형성하였다.

• 한국막학회:학술대회논문집
• /
• 한국막학회 1997년도 추계 총회 및 학술발표회
• /
• pp.87-89
• /
• 1997

1. 서론 : 막을 이용한 분리기술의 실용화의 최대 과제는 선택성이 높고 용매의 투과용매의 투과속도가 높은 막재질 및 처리 면적이 큰 막의 개발이 필요하게 되었다. 이러한 성능 개발은 1960년대 cellulose acetate 계통의 막개발 이후 1980년대 지지층 고분자위에 다른 고분자 물질을 도포한 복합막(thin film composite layer)이 개발되어 막의 성능을 급격히 발전시켰다. 그 중에서 초박막화(ultrathin membrane)는 분리막에 의한 분리공정의 최대 결점인 낮은 투과량의 개선을 꾀할 수 있다는 장점 때문에 다양한 시도가 이루어지고 있다. 이러한 박막 제조 방법에는 박층분산법, 침지코팅법, 기상증착법, 계면중합법이 있으나, 섞이지 않는 두 계면 사이에서 고분자를 형성시키는 계면중합법은 수용상에 함침된 지지막위에 유기상을 계변에서 중합시켜 박막을 얻는 기술이다. 중합과정에서 일어나는 계면의 형성과정에 대한 연구는 미흡하기에 이에 본 연구는 시간에 따른 계면중합 반응 형성과정을 고찰하는 방법을 소개하고, 형성된 박막의 아론적, 실험적 두께 측정을 비교하였다.

• 한국결정성장학회지
• /
• 제7권3호
• /
• pp.494-503
• /
• 1997

Polyimide(PI)위에서 Cu의 초기 성장과정을 설명하기 위해, PI 위에 Cu를 조금씩 증착시키면서 그리고 PI 위에 Cu 층을 쌓아놓고 이 Cu 층을 $Ar^+$ 이온으로 깍아내면서 계면에서의 변화를 XPS를 이용하여 비교ㆍ관측하였다. 상온에서 PI위에 Cu를 조금씩 증착하면서 관측하였을 때, 그 성장과정에 따르는 phase의 변화는 Cu-N-O complex에서 $Cu_2O$ phase로, 그리고 metallic Cu 순으로 성장하는 것이 관측되었다. 반면에 PI위에 증착되어 있는 Cu를 조금씩 깎아내면서 관측하였을 때, metallic Cu가 $Ar^+$ 이온으로 깍아내어 polyimide와의 계면에 도달하게 되었을 때에는 Cu$_2$O phase로서 관측되었다. 이상의 결과로부터, in-situ로 Cu를 조금씩 올리면서 계면을 조사하는 것과 Cu를 증착시킨 후, 깍으면서 계면을 조사하는 것과는 다른 결과를 얻게 된다는 것을 알 수 있었다.

• 한국세라믹학회지
• /
• 제39권5호
• /
• pp.484-489
• /
• 2002

테이프 캐스팅된 알루미나/지르코니아 또는 뮬라이트/지르코니아를 표면층으로 알루미나/지르콘(소결시 반응결합 뮬라이트/지르코니아 유도)을 내부층으로 적층하고 고온가압소결함으로써 층상 복합체를 제조하였다. 소결체에서 다양한 형태의 균열을 관찰 할 수 있었으며, 이는 주로 표면층으로의 횡단균열(channel crack, 계면에 수직방향으로 전파되는 균열), 중간층 내에서의 종단균열(transverse crack, 계면에 거의 평행한 방향으로 전파되는 균열)과 증간사이를 분리시키는 계면균열(interface crack, 계면을 따라 전파되는 균열)들로 구성되어 있었다. 이러한 균열들은 층을 이루는 복합산화물간의 열팽창계수의 차이에 의해 형성된 것으로 여겨졌다. 특히, 표면층을 뮬라이트/지르코니아로 적층하였을 경우 층간 계면에 평행한 균열과 중간층 내로의 종단균열이 생성되었으나, 알루미나/지르코니아로 하였을 경우는 이러한 균열이 확인되지 않았다. 한편, 압흔하중에 의한 적층체의 잔류응력 역시 표면층의 종류에 따라서 상이한 양상을 나타내었다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국재료학회 2012년도 춘계학술발표대회
• /
• pp.105.1-105.1
• /
• 2012

고온가압소결으로 제조된 SiCf/SiC 복합체는 부식과 침식에 강하고 우수한 열적 성질과 고온에서의 높은 기계적 강도를 유지하는 장점을 가진 복합체다. 복합체의 파괴인성은 섬유와 기지 사이에 존재하는 열분해탄소 (PyC) 계면층에 의해 큰 영향을 받는데, 고온가압소결중 첨가되는 소결조제 ($Y_2O_3$, MgO, $Al_2O_3$)와 반응하여 계면이 손상되어 복합체의 기계적 특성치가 낮아지는 결과를 보였다. 본 연구에서는 계면의 손상을 보호하고자 PyC 계면상 위에 SiC 층을 증착하였는데 계면층과 SiC 층의 증착은 화학기상 증착법(CVD)을, 기지채움 공정은 전기영동법(EPD)과 고온가압소결방법(Hot Pressing)을 이용하여 복합체를 제조하였다. Tyranno-SA 섬유에 소스가스인 메탄을 열분해 하여 200nm 두께로 PyC 계면상을 증착하고, 두께를 달리하여 보호층으로써의 SiC 층을 single 과 double layer로 증착하였다. SiC 나노분말과 소결 첨가제인 $Y_2O_3$, $Al_2O_3$, MgO를 첨가한 슬러리를 전기영동법(EPD)을 이용하여 섬유내부에 슬러리를 함침시켰고, 이러한 프리폼을 $1750^{\circ}C$/20MPa의 조건으로 고온 가압소결 하여 $SiC_f$/SiC 복합체를 제조하였다. 이렇게 single layer와 double layer로 제조된 $SiC_f$/SiC 복합체에 대해 밀도와 미세구조를 관찰하였고, 기계적 특성을 비교하여 보호층으로써의 SiC 증착효과를 고찰하고자 하였다.

• 한국재료학회지
• /
• 제3권6호
• /
• pp.668-677
• /
• 1993

Cu-P계, 4종의 Cu-P-Pn계 및 3종의 Cu-P-Sn-Ag계 용가재를 사용해 Ar분위기 하에서 1003 및 1033K로 1.2Ks동안 노브레이징한 ST304, STS430 및 저탄소강과 동 접합체들을 전단시험 및 조직시험하였다. 계면에서의 미세조직은 제 종류 즉 첫째,균열을 포함하는 반응층 둘째, 분산층 세째, 균열을 포함하는 반응층과 분산층으로 분류된다. 분산층만이 존재할때 40-60MPa 이상의 상대적으로 높은 전단강도가 얻어지며, 동모재파단을 일으킨다. 이 반응층이 형성되었을때는 반드시 균열이 형성되며, 낮은 전단강도를 나타내고 접합부파단을일으킨다. 이 반응층은 Fe-P계의 화합물이다. 이러한 미소조직 및 강도 경향은 용가재내 Sn의 존재 및 모재내 Ni(또한 Cr)의 존재 유무에 따라 변화한다.