• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2000년도 제18회 학술발표회 논문개요집
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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.

• Journal of Welding and Joining
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• 제18권5호
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• pp.105-111
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• 2000

The wear behavior of thermal sprayed AlSiMg-40TiC composite coatings were studied as a function of load and sliding velocity under unlubricated conditions. Experiments were performed using a block-on-ring(WC-6wt%/Co, Hv 1500) type. The tests were carried out a various load(30∼ 125.5N) and sliding velocity(0.5∼2.0m/s). Three wear rate regions were observed in the AlSiMg-40TiC composite coatings. The wear rate in region I at low load (less then 8N( were less than 1×{TEX}$10^{-5}${/TEX}㎣/m. Low wear rates in region I resulted from the load-bearing capacity of TiC particles. The transition from region I to II occurred when the applied load exceeded the fracture and pull-out strength of the particles. The TiC fractured particles trapped between the specimen and the counterface acted as third-body abrasive wear. The subsurface layer worn surface in region II was composed of the mechanically mixed layer (MML). The wear rate increase abruptly above a critical load (region III). The high wear rate in region III was induced by frictional temperature and involves massive surface damage.

• 한국진공학회지
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• 제7권2호
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• pp.141-149
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• 1998

$Si_3N_4$상에 PECVD법으로 W박막을 증착하였다. 기판온도와 소스가스의 유량비가 텅 스텐 박막에 미치는 영향을 조사하였다. $150^{\circ}C$~$250^{\circ}C$의 온도 범위 내에서 텅스텐 박막의 증착은 표면반응에 의하여 제한 되었으며, 기판온도와 $SiH_4/WF_6$ 유량비 변화에 따라 150~ 530$\AA$/min의 증착률과 스트레스에 영향을 주었고, 특히 과도한 Si3N4가스는 W박막의 구조, 화학적 결합, 스트레스등을 급격히 변화시켰다. TiN, Ti, Mo, NiCr, Al 등 여러 가지 부착층 상의 텅스텐 박막을 증착시킨 결과, Al이 가장 좋은 부착특성을 보였다.

• 한국세라믹학회지
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• 제26권3호
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• pp.409-415
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• 1989

Si3N4-TiN electro-conductive ceramic composites with 7wt% Al2O3＋3wt% Y2O3 or 5wt% MgO as sintering aids were fabricated by pressureless sintering at 1,80$0^{\circ}C$ for 1h. The 3pt. flexural strength, KIC and Vickers hardness were measrued in order to investigate the effects of TiN on the mechanical properties. Also oxidation behavior was observed by measuring the weight gain after exposure to air at 1,10$0^{\circ}C$ for 100h. the reaction products between Si3N4 and TiN was not detected by XRD and EDS. Mechanical properties of the composites were not influenced by the addition of TiN less than 30vol%, but oxidation resistance of the composites was rapidly decreased with the amount of added TiN.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2015년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.125-125
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• 2015

Ti-Al-Cr-N thin layer was prepared on Fe-Si thin sheet by arc ion plating to improve corrosion and mechanical properties. The compositions ratios of Fe : Cr : Al : Ti : Si : N of the thin layers at $500^{\circ}C$ was 1.24 : 0.56 : 36.82 : 32.72 : 0.59 : 28.07 [wt.%], respectively. The higher arc ion plating temperature was, the higher corrosion resistance and nano-hardness were observed due to chromium content. Corrosion potential and corrosion rate in artificial sea water of the coating layer were in the range of $-39mV_{SHE}$ and $2mA/cm^2$, respectively. Passivity was not observed in the artificial sea water. Nano-hardnesses of the thin layers was increased by adding Cr from 23.6 to 25.8 [GPa]. The friction coefficients and fatigue limits of the layers were 0.388, 0.031, respectively.

• 한국세라믹학회지
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• 제33권12호
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• pp.1421-1425
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• 1996

Sintered Si3N4 and Inconel composed of Ni(58-63%) Cr(21-25%) Al(1-17%) Mn(<1%) fe(balance) were pressurelessly joined by using Ag-Cu-Ti brazing filler metal at 950℃ and 1200℃ under N2 gas atmosphere of 1atm and their interfacial structures were investigated. In case that the reaction temperature was low as 950℃ its interfacial structure was "Inconel metal/Ti-rich phase layer/brazing filler metal layer/Si3N4 " Ti used as reactive metal existed in between inconel steel and brazing metal and moved to the interface of between brazing filler metal nd Si3N4 according as reaction temperature increased up to 1200℃. The interfacial structure of inconel steel-Si3N4 reacted at 1200℃ was ' inconel metal/Ni-rich phase layer containing of Fe. Cr and Si/Cu-rich phase layer containing of Mn and Si/Si3N4 " Cr Mn, Ni and Fe diffused to the interface of between brazing filler metal and Si3N4 and reacted with Si3N4 The most reactive components of ingredients of inconel metal were Cr and Mn. On the other hand Ti added as reactive components to Ag-Cu eutectic segregated into Ni-rich phase layer,.

• 한국결정성장학회지
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• 제23권4호
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• pp.161-166
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• 2013

실리콘 기판 위에 GaN를 성장하기 위해서 AlN 완충층을 사용해 왔다. 그러나 AlN은 아직까지 high doping이 쉽지 않기 때문에, 이로 인해 AlN를 전자소자나 광소자 제작을 위한 완충층으로 이용하는 경우 직렬 저항의 증가라는 문제가 발생할 수 있다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 개선하기 위해 AlN 완충층 대신에 금속 완충층을 사용하여 실리콘 기판 위에 GaN 박막 성장실험을 수행하였다. Al, Ti, Cr 그리고 Au 등을 금속 완충층으로 사용하여 실리콘 기판 위에 GaN 층을 성장하였다. 성장된 GaN 박막의 표면 특성을 분석하기 위해 광학현미경과 SEM을 사용하였고, 결정성과 광학적 특성을 평가하기 위하여 PL과 XRD 분석을 실시하였으며 AlN 완충층을 사용한 경우와 금속 완충층을 사용한 경우의 저항 차이를 확인하기 위하여 전류-전압 특성을 측정하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.235-235
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• 2010

장비와 cutting기술의 발전으로, 높은 효율성을 지닌 어려운 작업 재료들의 고속 건조 가공기술은 생산성, 가격 인하 그리고 환경적인 관점에서 중요성이 증가하게 되었다. AlTiN에서 Si의 첨가는 40GPa이상의 고경도와 1000도 이상의 산화온도를 지닌 나노혼합물 코팅을 형성시키는 것으로 알려졌다. 또한 Si가 아닌 다른 soft 물질을 첨가하고 3성분 이상의 다성분계 박막을 형성하는 실험을 하여, 물성이 어떻게 달라지는지 확인하였다. 특히, 나노 코팅층 형성이 매우 어려운 Al-Ti-N 합금계에서 Si, Cu 첨가의 영향 및 이러한 코팅층 형성을 단일합금을 이용하여 행하였을 때, 장점을 확인하였다. 이러한 연구를 위하여 Ti-Al의 합금 조성을 경도가 가장 우수한 것으로 알려진 50 : 50으로 하여 타겟을 만들고 증착시켜 기초실험을 진행하여 물성조건을 확인하고 이에 근거하여 실험을 진행하였다. 또한 3 원계 합금으로서 Cu, Si를 첨가한 연구를 수행하였다. 또한, 최적 조성의 합금 조성을 확인한 후, 단일 합금 타겟을 제조하였으며 이를 이용하여 형성된 코팅층과 다성분계 타겟을 이용한 박막의 물성을 비교하였다. 증착된 박막의 분석장비로는 SEM, EDS, XRD 와 AFM등을 이용하였으며, 막의 조직과 증착 두께, 조도 그리고 경도를 확인하고 막의 물성 특성이 향상됨을 입증하였다.

• 한국표면공학회지
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• 제54권3호
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• pp.133-138
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• 2021

Ternary Ti-X-N coatings, where X = Al, Si, Cr, O, etc., have been widely used for machining tools and cutting tools such as inserts, end-mills, and etc. Ti-Al-N-O coatings were deposited onto silicon wafer and WC-Co substrates by a cathodic arc evaporation (CAE) technique at various negative substrate bias voltages. In this study, the influence of substrate bias voltages during deposition on the microstructure and mechanical properties of Ti-Al-N-O coatings were systematically investigated to optimize the CAE deposition condition. Based on results from various analyses, the Ti-Al-N-O coatings prepared at substrate bias voltage of -80 V in the process exhibited excellent mechanical properties with a higher compressive residual stress. The Ti-Al-N-O (-80 V) coating exhibited the highest hardness around 30 GPa and elastic modulus around 303 GPa. The improvement of mechanical properties with optimized bias voltage of -80 V can be explained with the diminution of macroparticles, film densification and residual stress induced by ion bombardment effect. However, the increasing bias voltage above -80 V caused reduction in film deposition rate in the Ti-Al-N-O coatings due to re-sputtering and ion bombardment phenomenon.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 1998년도 춘계학술발표회 초록집
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• pp.17-17
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• 1998