• Journal of Welding and Joining
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• 제32권3호
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• pp.68-73
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• 2014

Among through silicon via (TSV) technologies, for replacing Cu filling method, the method of molten solder filling has been proposed to reduce filling cost and filling time. However, because Sn alloy which has a high coefficient of thermal expansion (CTE) than Cu, CTE mismatch between Si and molten solder induced higher thermal stress than Cu filling method. This thermal stress can deteriorate reliability of TSV by forming defects like void, crack and so on. Therefore, we fabricated SiC composite filling material which had a low CTE for reducing thermal stress in TSV. To add SiC nano particles to molten solder, ball-typed SiC clusters, which were formed with Sn powders and SiC nano particles by ball mill process, put into molten Sn and then, nano particle-dispersed SiC composite filling material was produced. In the case of 1 wt.% of SiC particle, the CTE showed a lowest value which was a $14.8ppm/^{\circ}C$ and this value was lower than CTE of Cu. Up to 1 wt.% of SiC particle, Young's modulus increased as wt.% of SiC particle increased. And also, we observed cross-sectioned TSV which was filled with 1 wt.% of SiC particle and we confirmed a possibility of SiC composite material as a TSV filling material.

• 한국주조공학회지
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• 제22권1호
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• pp.42-48
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• 2002

Effects of coating treatment of metallic Cu, Ni-P film on $SiC_p$, for $SiC_p$/iron aluminide composites were studied. Porous hybrid preforms were fabricated by reactive sintering after mixing the coated $SiC_p$, Fe and Al powders. Then the final composites were manufactured by squeeze casting after pouring AC4C Al alloy melts in preforms. The change of reactive temperature, density, microstructure of the preforms and microstructure of the composites were investigated. The exprimental results were summarized as follows. The thickness of Cu and Ni-P metallic layer formed on $SiC_p$ by electroless plating method were about $0.5{\mu}m$ and coated uniformly. There was no remakable change in the ignition temperature with variation of the mixing ratio of Fe and Al powder while in the case of coated $SiC_p$ it was lower about $20^{\circ}C$ than in the non-coated $SiC_p$. The maximum reaction temperature increased with increasing Al contents, but decreased with increasing $SiC_p$ contents. Expansion ratio of preform after reactive sintering increased with amount of Cu coated $SiC_p$. In the case of Fe-70at.%Al, the expansion ratio was about 7% up to 8wt.% of $SiC_p$, addition but further addition of $SiC_p$, increased the ratio significantly. And in the case of Fe-50 and 60at.%Al, it was about 20% up to 16wt.% of $SiC_p$ addition and about 28% in 24wt.% of $SiC_p$, addition. The microstructures of compounds showed that the grains became finer as amount of $SiC_p$, and mixing ratio of iron powder increased and the shape of compounds was changed gradually from irregular to spheroidal.

• 한국진공학회지
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• 제6권2호
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• pp.143-150
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• 1997

본 연구에서는 1000$\AA$두께의 Molybdenum화합물(Mo, Mo-N,$MoSi_2$, Mo-Si-N)의 Cu에 대한 확산방지막으로서의 특성을 면저항측정장비(four-point-probe), XRD, XPS, SEM, RBS 분석을 통하여 조사하였다. 각 박막층은 dc magnetron sputtering장비를 이용하 여 증착되었고 $300^{\circ}C$-$800^{\circ}C$의 온도구간에서 30분동안 진공열처리하였다. Mo 및 $MoSi_2$ 방지 막은 낮은 온도에서 확산방지막으로서의 특성파괴를 보였다. 결정립계를 통한 Cu의 확산과 Mo-실리사이드내의 Si의 Cu와의 반응이 그 원인인 것으로 사료된다. 질소를 첨가한 시편의 경우 확산방지특성 파괴온도는 Mo-N방지막의 경우 $650^{\circ}C$-30분, Mo-Si-N방지막의 경우 $700^{\circ}C$-30분으로 향상되었다. Cu와 Si의 확산은 방지막의 결정립계를 통하여 더욱 빠르게 확 산된다. 따라서 증착시 결정립계를 질소와 같은 물질로 채워 Cu와 Si의 확산을 저지할 수 있을 것으로 사료된다. 본 실험결과에서의 질소첨가는 이와 같은 stuffing 효과외에도 Mo- 실리사이드 박막의 결정화 온도를 다소 높인 것으로 나타났고, 그 결과 결정립계의 밀도를 감소시켜 확산방지막으로서의 특성을 향상시킨 것으로 사료된다. 또한 질소첨가는 실리사이 드내의 금속과 실리콘과의 비를 변화시켜 확산방지막의 특성에 영향을 미친 것으로 보인다. 본 실험에서 조사된 확산방지막 중에서는 Mo-Si-N박막이 Cu와 Si간의 확산을 가장 효과적 으로 저지시킨 것으로 나타났으며 $650^{\circ}C$-30분까지 안정한 특성을 보였다.

• 대한화학회지
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• 제30권5호
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• pp.415-422
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• 1986

${\gamma}-Al_2O_3$와 $SiO_2$에 입혀진 CuO계에서 지지체와 금속과의 상호 작용을 X선 회절법과 승온 환원법으로 연구했다. CuO/${\gamma}-Al_2O_3$계의 CuO X선 회절 피크는 구리의 농도가 약 5.0wt % 이상일 때 관찰될 수 있었으며 CuO/$SiO_2$계에서는 2.5wt%의 구리 함량에서도 볼 수 있었다. CuO/${\gamma}-Al_2O_3$의 수소에 의한 승온 환원 실험에서는 145${\circ}C$, 185${\circ}C$, 210${\circ}C$, 그리고 250${\circ}C$부근에서 네개의 주 피크가 나타났으며 CuO/$SiO_2$의 경우는 425${\circ}C$에서의 작은 피크와 함께 250${\circ}C$에서 큰 피크가 나타났었다. 1000${\circ}C$에서 소성시킨 CuO/${\gamma}-Al_2O_3$의 Cu$Al_2O_4$에 대한 승온 환원 피크들과 145${\circ}C$, 200${\circ}C$ (185${\circ}C$, 210${\circ}C$), 250${\circ}C$ 부근의 피크들을 비교해 보면 그들은 각각 ${\gamma}-Al_2O_3$와 상호작용하는 CuO격자에 있는 $Cu^+$이온, ${\gamma}-Al_2O_3$의 결함 자리들에 존재하는 $Cu^+$이온, 그리고 입자가 큰 CuO층에 있는 $Cu^{2+}$이온에 대응시킬 수 있었다. 이러한 결과들로 부터 CuO/${\gamma}-Al_2O_3$계에서는 지지체와 금속간에 상당한 상호작용이 있으며 이 상호 작용이 CuO/${\gamma}-Al_2O_3$계의 $Cu^{2+}$이온을 안정화 시킴을 알 수 있었다.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제7권1호
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• pp.47-58
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• 2004

Loss factors of A356, Mn-Cu alloy and aluminum matrix composites reinforced with $SiC_p$ and Ni-coated graphite particles at various contents have been investigated using clamped-free cantilever beam method. The loss factors of half-power bandwidth of the specimens were measured over a wide range of frequencies from 50 to 3300Hz. Among the specimens, Al-10%$SiC_p$-10%$C_p$ showed the highest loss factor at the mode I, while Mn-Cu alloy showed the highest loss factors at the modes II and III. Consequently, at the mode I the Al-10%$SiC_p$--10%$C_p$ showed the loss factor of 0.00093, which is 2.64 and 1.58 times higher than those of A356 and Mn-Cu alloy, respectively.

• 한국결정성장학회지
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• 제12권4호
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• pp.210-214
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• 2002

$450^{\circ}C$ 이하에서 Cu를 이용한 전계 유도 방향성 결정화 공정을 통해 비정질 실리콘의 결정화 거동을 고찰하였다. 열처리와 동시에 전계를 인가하여 Cu가 증착된 패턴의 외부에서 Cu가 존재하지 않는 비정질 실리콘의 영역으로 측면 결정화를 유도하였다. 특히, Cu가 존재하지 않는 영역의 측면결정화는 (-) 전극 쪽에서 (+) 전극 쪽으로 방향성을 가지고 결정화가 진행되었다. 이러한 현상은 Cu와 Si가 반응 할 때, 주확산 종이 금속(Cu)이기 때문에 가능하다고 판단되었다. 또한, FALC 공정을 이용한 $350^{\circ}C$의 온도에서 결정화된 영역 내에 커다란 dendrites 형태의 가지가 형성되었고 전계 방향에 따른 측면 결정화가 진행되었음을 확인하였다. 결론적으로 $350^{\circ}C$의 매우 낮은 온도에서 30 V/cm의 전계 인가를 통해 12$\mu$m/h의 결정화 속도로 결정화가 가능함을 확인하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2003년도 추계학술대회 논문집 Vol.16
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• pp.144-147
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• 2003

Cu+ ions drift diffusion in formal oxide film and SiOCH film for interlayer dielectric is evaluated. The diffusion is investigated by measuring shift in the flatband voltage of capacitance/voltage measurements on Cu gate capacitors after bias temperature stressing. At a field of 0.2MV/cm and temperature $200^{\circ}C,\;300^{\circ}C,\;400^{\circ}C,\;500^{\circ}C$ for 10min, 30min, 60min. The Cu+ ions drift rate of $SiOCH(k=2.85{\pm}0.03)$ film is considerable lower than termal oxide. As a result of the experiment, SiOCH film is higher than Thermal oxide film for Cu+ drift diffusion resistance. The important conclusion is that SiOCH film will solve a causing reliability problems aganist Cu+ drift diffuion in dielectric materials.

• 공업화학
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• 제8권4호
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• pp.589-594
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• 1997

화학증착법을 통하여 $650^{\circ}C$의 증착온도와 0.0126Torr의 산소분압인 증착조건에서 원료물질로 $\beta$-diketonates 킬레이트 화합물을 사용하여 Si(111) 및 $SrTiO_3(100)$ 기판에 $YBa_2Cu_3O_y$ 고온 초전도 박막을 제조하였다. $SrTiO_3(100)$기판에서 제조된 박막의 $T_{c,onset}$과 $T_{c.0}$는 각각 91K와 87K로 나타났다. 또한, Si(111)기판에서 제조된 박막의 $T_{c,onset}$은 91K였지만 $T_{c.0}$는 액체질소 비등점(77.3K)에서는 보이지 않았다. $SrTiO_3(100)$에 증착된 초전도 박막은 치밀하고 2차원적으로 배열된 미세구조를 갖고 있는 반면, Si(111)에 증착된 초전도 박막은 상대적으로 기공이 많으며 무질서한 미세구조를 형성하였다.

• 한국주조공학회지
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• 제7권2호
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• pp.114-121
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• 1987

In order to determine the plane strain fracture toughness of Al-Si-Cu-Mg alloy castings, solution heat treatments have been conducted at $530^{\circ}C$ for 8hr and aged for 10hr at $145^{\circ}C$, $160^{\circ}C$ and $175^{\circ}C$. Effects of aging treatment and of Si contents on the fracture toughness have been investigated by a three point loaded bend test, using the artificial notch. The results obtained are as follows; 1) The fracture toughness is appreciably affected by the aging treatment temperature and Si contents. The specimen aged for 10hr at $145^{\circ}C$ has the highest fracture toughness. 2) Increasing Si contents from 5% to 9% results in decrease of fracture toughness. 3) Increasing the aging temperature and Si contents, C.O.D. value was decreased. The specimen aged for 10hr at $145^{\circ}C$ has the highest C.O.D. value. 4) Dimple patterns were observed in the specimens of containing under 7% Si, while mixed cleavage-dimple patterns in those of over 8% Si.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 하계학술대회 논문집 Vol.9
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• pp.155-155
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• 2008

계속되는 반도체 산업의 발달로 반도체 배선 공정에서는 Al을 대체할 배선 금속으로 Cu에 대한 관심이 집중되고, 일부 공정에서는 Al을 대신하여 사용하고 있다. 이러한 Cu는 Al에 비교하여 많은 장점을 가지고 있지만 Si 기판과 저온에서 쉽게 확산되는 큰 문제점을 가지고 있다. 따라서 이러한 문제를 해결하기 위한 방법으로 현재까지 연구된 대안으로는 Cu와 Si기판 사이에 확산방지막을 삽입하는 것이 대안으로 알려져 있다. 본 연구는 Cu 금속배선 공정을 위하여 Cu와 Si기판과의 확산을 효과적으로 방지할 확산방지막을 텅스텐(W)을 주 구성 물질로 여기에 불순물을 첨가한 W-C-N 확산방지막에 대하여 연구하였으며, 특히 W-C-N 확산방지막의 결정 및 표면 구조에 대한 물성 특성을 연구하였다. 여러 조건변화에 따라서 확산방지막의 특성을 확인하기 위하여 조건이 다르게 증착된 W-C-N 확산방지막을 상온에서 고온으로 열처리하여 열처리 전후를 WET-SPM (Scanning Probe Microscope)을 사용하여 그 물리적 특성을 조사하였다. 이러한 분석을 통하여 가장 안정된 W-C-N 확산방지막의 증착조건을 확인하였으며, 이를 기반으로 박막의 물리적 특성을 연구하였다.