• 한국표면공학회지
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• 제24권2호
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• pp.73-79
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• 1991

Recent studies son surface coatings have shown that the change of physical, chemical and crystallographic structure analysed and observed according to the deposition process variables has the effects on the resultant film properties. Under the same preparation condition conditions of the substrate and process variables, physical morphology variations characterized by substrate temperature and bias which offect the surface mobility of adatom and adhesion variations related to the formation of Ti interlayer were considered in the present study. Microhardness showed the highest value around 40$0^{\circ}C$ of the substrate temperature and increased with the substrate bias. Adhesion was improved with the increase of substrate temperature and bias. An interlayer of pure titanium formed prior to deposition of TiN improves the adhesion at its optimum thickness. These results were explained by the change of physical morphology and phase analysis.

• Journal of Welding and Joining
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• 제21권2호
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• pp.64-69
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• 2003

The bonding phenomena and mechanical property of duplex stainless steel during brazing have been investigated. The UNS32550 was used for base metal, and the MBF50 was used for insert metal. Brazing was carried out under the various conditions (brazing temperature : 1473K, 1498K, holding time : 0∼1.8ks). There were various microconstituents in the bonded interlayer because of reaction between liquid insert metal and base metal. In the early stage of brazing, BN is formed in the bonded interlayer and base metal near the bonded layer. Cr made is formed in the bonded interlayer. The amount of BN and Cr nitrides decrease with the increase of bonding temperature and holding time. Superior shear strength of 550MPa is obtained by restraining the formation of nitrides. (Received January 17, 2003)

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2017년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.69-69
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• 2017

For several decades, industrial processes consume a huge amount of raw water for various objects that consequently results in the generation of large amounts of wastewater. There effluents are mainly treated by conventional technologies such are aerobic, anaerobic treatment and chemical coagulation. But, there processes are not suitable for eliminating all hazardous chemical compounds form wastewater and generate a large amount of toxic sludge. Therefore, other processes have been studied and applied together with these techniques to enhance purification results. These techniques include photocatalysis, absorption, advanced oxidation processes, and ozonation, but also have their own drawbacks. In recent years, electrochemical techniques have received attention as wastewater treatment process that show higher purification results and low toxic sludge. There are many kinds of electrode materials for electrochemical process, among them, boron doped diamond (BDD) attracts attention due to good chemical and electrochemical stability, long lifetime and wide potential window that necessary properties for anode electrode. So, there are many researches about high quality BDD, among them, researches are focused BDD on Si substrate. But, Si substrate is hard to apply electrode application due to the brittleness and low life time. And other substrates are also not suitable for wastewater treatment electrode due to high cost. To solve these problems, Ti has been candidate as substrate in consideration of cost and properties. But there are critical issues about adhesion that must be overcome to apply Ti as substrate. In this study, to overcome this problem, TiN interlayer is introduced between BDD and Ti substrate. TiN has higher electrical and thermal conductivity, melting point, and similar crystalline structure with diamond. The TiN interlayer was deposited by reactive DC magnetron sputtering (DCMS) with thickness of 50 nm, $1{\mu}m$. The microstructure of BDD films with TiN interlayer were estimated by FE-SEM and XRD. There are no significant differences in surface grain size despite of various interlayer. In wastewater treatment results, the BDD electrode with TiN (50nm) showed the highest electrolysis speed at livestock wastewater treatment experiments. It is thought to be that TiN with thickness of 50 nm successfully suppressed formation of TiC that harmful to adhesion. And TiN with thickness of $1{\mu}m$ cannot suppress TiC formation.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 1997년도 한국재료학회 춘계학술발표회
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• pp.13-13
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• 1997

• 한국재료학회지
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• 제13권2호
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• pp.88-93
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• 2003

Co/Ti bilayer structure in Co salicide process helps to the improvement of device speed by lowering contact resistance due to the epitaxial growth of $CoSi_2$layers. We investigated the epitaxial growth and interfacial mass transport of $CoSi_2$layers formed from $150 \AA$-Co/Ti structure with two step rapid thermal annealing (RTA). The thicknesses of Ti layers were varied from 20 $\AA$ to 100 $\AA$. After we confirmed the appropriate deposition of Ti film even below $100\AA$-thick, we investigated the cross sectional microstructure, surface roughness, eptiaxial growth, and mass transportation of$ CoSi_2$films formed from various Ti thickness with a cross sectional transmission electron microscopy XTEM), scanning probe microscopy (SPM), X-ray diffractometery (XRD), and Auger electron depth profiling, respectively. We found that all Ti interlayer led to$ CoSi_2$epitaxial growth, while $20 \AA$-thick Ti caused imperfect epitaxy. Ti interlayer also caused Co-Ti-Si compounds on top of $CoSi_2$, which were very hard to remove selectively. Our result implied that we need to employ appropriate Ti thickness to enhance the epitaxial growth as well as to lessen Co-Ti-Si compound formation.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.256-256
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• 2012

Cu가 기존 배선물질인 Al을 대체함에 따라 resistance-capacitance delay와 electromigration (EM) 등의 문제들이 어느 정도 해결되었다. 그러나 지속적인 배선 폭의 감소로 배선의 저항 증가, EM 현상 강화 그리고 stability 악화 등의 문제가 지속적으로 야기되고 있다. 이를 해결하기 위한 방법으로 Cu alloy seed layer를 이용한 barrier 자가형성 공정에 대한 연구를 진행하였다. 이 공정은 Cu 합금을 seed layer로 사용하여 도금을 한 후 열처리를 통해 $SiO_2$와의 계면에서 barrier를 자가 형성시키는 공정이다. 이 공정은 매우 균일하고 얇은 barrier를 형성할 수 있고 별도의 barrier와 glue layer를 형성하지 않아 seed layer를 위한 공간을 추가로 확보할 수 있는 장점을 가지고 있다. 또한, via bottom에 barrier가 형성되지 않아 배선 전체 저항을 급격히 낮출 수 있다. 합금 물질로는 초기 Al이나 Mg에 대한 연구가 진행되었으나, 낮은 oxide formation energy로 인해 SiO2에 과도한 손상을 주는 문제점이 제기되었다. 최근 Mn을 합금 물질로 사용한 안정적인 barrier 형성 공정이 보고 되고 있다. 하지만, barrier 형성을 하기 위해 300도 이상의 열처리 온도가 필요하고 열처리 시간 또한 긴 단점이 있다. 본 실험에서는 co-sputtering system을 사용하여 Cu-V 합금을 형성하였고, barrier를 자가 형성을 위해 300도에서 500도까지 열처리 온도를 변화시키며 1시간 동안 열처리를 실시하였다. Cu-V 공정 조건 확립을 위해 AFM, XRD, 4-point probe system을 이용하여 표면 거칠기, 결정성과 비저항을 평가하였다. Cu-V 박막 내 V의 함량은 V target의 plasma power density를 변화시켜 조절 하였으며 XPS를 통해 분석하였다. 열처리 후 시편의 단면을 TEM으로 분석하여 Cu-V 박막과 $SiO_2$ 사이에 interlayer가 형성된 것을 확인 하였으며 EDS를 이용한 element mapping을 통해 Cu-V 내 V의 거동과 interlayer의 성분을 확인하였다. PVD Cu-V 박막은 기판 온도에 큰 영향을 받았고, 200도 이상에서는 Cu의 높은 표면에너지에 의한 agglomeration 현상으로 거친 표면을 가지는 박막이 형성되었다. 7.61 at.%의 V함량을 가지는 Cu-V 박막을 300도에서 1시간 열처리 한 결과 4.5 nm의 V based oxide interlayer가 형성된 것을 확인하였다. 열처리에 의해 Cu-V 박막 내 V은 $SiO_2$와의 계면과 박막 표면으로 확산하며 oxide를 형성했으며 Cu-V 박막 내 V 함량은 줄어들었다. 300, 400, 500도에서 열처리 한 결과 동일 조성과 열처리 온도에서 Cu-Mn에 의해 형성된 interlayer의 두께 보다 두껍게 성장했다. 이는 V의 oxide formation energy가 Mn 보다 작으므로 SiO2와의 계면에서 산화막 형성이 쉽기 때문으로 판단된다. 또한, $V^{+5}$이온 반경이 $Mn^{+2}$이온 반경보다 작아 oxide 내부에서 확산이 용이하며 oxide 박막 내에 여기되는 전기장이 더 큰 산화수를 가지는 V의 경우 더 크기 때문으로 판단된다.

• 공업화학
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• 제8권5호
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• pp.742-748
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• 1997

초경공구(WC-Co)의 성능 향상을 목적으로 고경도, 높은 열전도도의 특성 등을 가진 다이아몬드 막을 코팅하고 있으나 WC-Co 기판표면의 특성상 문제점으로 인하여 코팅의 어려움이 있다. 이 문제의 해결을 위하여 WC-Co기판위에 중간층을 도입한 후 다이아몬드 막을 증착시키는 새로운 방법을 고려하였으며 중간층의 제조에 무전해 Ni-P도금법을 사용하였다. 무전해도금을 위한 WC-Co기판의 전처리, 무전해도금 및 열처리, 다이아몬드 막 증착의 공정에 대하여 조사하였다. 형성되는 계면의 구조와 성분, 계면간의 밀착력 등을 Scratch Tester, Roughness Tester, SEM/EDS, XRD, Raman Spectroscopy를 사용하여 분석하였다. 무전해도금의 전처리로서 산에 의한 방법과 다이아몬드 분말에 의한 방법을 사용하였으며 두 경우에 모두 WC-Co기판의 표면조도의 감소, 표면 Co성분의 감소, 그리고 밀착력 저하가 관찰되었다. 무전해도금층의 열처리시 영향을 조사하였으며 온도 증가에 따라 Ni 결정이 형성되며 이로 인하여 도금의 밀착력이 증가되며 Ni 결정이 성장함을 관찰하였다. 또한 열처리된 Ni-P도금 위에서 다이아몬드막 증착 실험을 실시하였으며 증착온도를 증가시킴에 따라 다이아몬드 형성이 증가되어 $800^{\circ}C$일때 양호한 다이아몬드 막을 얻을 수 있었다. 본 연구의 방법 및 실험조건은 WC-Co를 비롯하여 다이아몬드 막 형성이 어려운 소재들의 코팅에 효과적으로 이용될 수 있다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2003년도 추계학술발표회초록집
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• pp.69-70
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• 2003

• 한국재료학회지
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• 제13권11호
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• pp.711-716
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• 2003

Gate length, height, and silicide thickness have all been shrinking linearly as device density has progressively increased over the years. We investigated the effect of the cobalt diffusion during the silicide formation process on the 60$\AA$-thick gate oxide lying underneath the Ti/Co and Co/Ti bilayers. We prepared four different cobalt silicides, which have similar sheet resistance, made from the film structure of Co/Ti(interlayer), and Ti(capping layer)/Co, and peformed the current-voltage, time-to-break down, and capacitance-voltage measurements. Our result revealed that the cobalt silicide process without the Ti capping layer allowed cobalt atoms to diffuse into the upper interface of gate oxides. We propose that 100$\AA$-thick titanium interlayer may lessen the diffusion of cobalt to gate oxides in 1500-$\AA$ height polysilicon gates.

• 한국결정성장학회지
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• 제14권1호
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• pp.6-11
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• 2004

Bias 인가된 hot filament CVD 방법을 이용해 티타늄을 RF sputtering 법으로 고속도강에 피복하여 중간 층으로 한 후 다이아몬드 박막을 피복할 때 bias 전압의 영향과 계면 층의 특성을 조사하였다. 다이아몬드 증착 시 bias가 인가될 경우 필라멘트에서 전자 방출이 촉진되어 다이아몬드 핵생성과 성장을 촉진시켰으며 본 실험에서의 최적 증착 조건은 증착 압력 20 torr, bias 인가전압 200V, 기판온도 $700^{\circ}C$로 나타났다. 강에의 다이아몬드 박막 형성 시 중간 층으로서의 티타늄은 Fe 및 C에 대한 확산도가 높고 탄화물 형성 원소이므로 다이아몬드 핵생성 및 성장에 적합한 원소로 나타났다.