10nm Ni/30 nm와 70nm poly Si/200nm $SiO_2/Si(100)$ 구조로부터 니켈실리사이드의 열적안정성을 연구하기 위해서 쾌속열처리기를 이용하여 실리사이드화 온도 $300{\sim}1100^{\circ}C$에서 40초간 열처리하여 실리사이드를 제조하였다. 준비된 실리사이드의 면저항값 변화, 미세구조, 상 분석, 표면조도 변화를 각각 사점면저항측정기, FE-SEM, TEM, HRXRD, SPM을 활용하여 확인하였다. 30 nm 다결정실리콘 기판 위에 형성된 실리사이드는 $900^{\circ}C$까지 열적안정성이 있었다. 반면에 70 nm 다결정실리콘 기판 위에 형성된 실리사이드는 기존연구결과와 동일한 $700^{\circ}C$ 이상에서 고저항상인 $NiSi_2$로 상변화 하였다. HRXRD로 확인한 결과, 30 nm 두께의 기판 위에 니켈실리사이드는 $900^{\circ}C$ 고온에서도 NiSi상이 유지되다가 $1000^{\circ}C$에서 $NiSi_2$로 상변화 하였다. FE-SEM 과 TEM 관찰결과, 30 nm 두께의 다결정실리콘 기판에서는 $700^{\circ}C$의 저온처리에는 잔류 다결정실리콘 없이 매우 균일하고 평탄한 40 nm의 NiSi가 형성되었고, $1000^{\circ}C$에는 선폭 $1.0{\mu}m$급의 미로형 응집상이 생성됨을 확인하였다. 70 nm 두께의 다결정실리콘 기판에서는 불균일한 실리 사이드 형성과 잔류 다결정실리콘이 존재하였다. SPM결과에서 전체 실험구간에서의 RMS 표면조도 값도 17nm 이하로 CMOS공정의 FUSI게이트 적용의 가능성을 보여주었다. 다결정실리콘 게이트의 높이를 감소시키면 니켈실리사이드는 상안정화가 용이하며 저저항구간을 넓힐 수 있는 장점이 있었다.
The typical microstructure of Al-5%Mg-2%Zn cast alloy mainly consists of an aluminum matrix with a small amount of AlMgZn 2nd phase. The secondary dendrite arm spacing and the grain size of the cast alloy tend to be inversely proportional to the section thickness of casting; however, the tensile properties cannot be said to be clearly related to the cast microstructure. After T6 heat treatment, the tensile strength of the alloy was enhanced significantly. TEM analysis results show that very fine AlMgZn precipitates were formed after the heat treatment. The corrosion resistance, measured according to the corrosion potential, was found to increase slightly after the conducting of heat treatment.
Silicides have been used extensively in ULSI logic device fabrication as contact materials for the active areas as well as the poly- Si gates. NiSi is a promising candidate for submicron device application due to less volume expansion, low formation temperature, little silicon consumption, and large stable processing temperature window. In this report, the microstructure of nickel silicides fabricated with a thermal evaporator has been investigated. We observed systematic transformation of Ni silicides of $Ni_2$Si, NiSi, $NiSi_2$, as annealing temperature increases. All the silicides have been identified by a X-ray diffractometer (XRD). The cross-sectional microstructure of silicides was examined by a transmission electron microscope (TEM) equipped with a energy dispersive spectrometer(EDS). The surface roughness of silicides was measured by scanning probe microscope(SPM). Although we observed thin oxide layer existed at the $Ni/NiSi_{x}$ interface, we fabricated successfully $550\AA$-thick planar Ni-monosilicide at the temperature range of$ 400~700^{\circ}C$.
한국분말야금학회 2006년도 Extended Abstracts of 2006 POWDER METALLURGY World Congress Part2
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pp.1286-1287
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2006
[ $Nd_2Fe_{14}B/{\alpha}-Fe$ ] nanocomposite powders with a nominal composition of $Nd_{12}Fe_{82}B_6$ were prepared by HDDR combined with mechanical milling. The microstructure was studied by Mossbauer spectrometry and TEM. The magnetic properties were investigated by VSM using bonded magnet samples. The results showed that the annealing temperature had significant influence on both the recombination kinetics and the grain size of the $Nd_2Fe_{14}B$ and ${\alpha}-Fe$ phases, and the bonded magnets presented the best magnetic properties when the nanocomposite powders were prepared by annealing at $760^{\circ}C$ for 30 min.
Permalloys were successfully fabricated by melt drag casting in the present study, and their microstructure and consequent magnetic properties have been investigated as a function of Si content. In order to understand the relationship between magnetic properties and Si content, microstructure and texture were observed and phase analysis were performed by TEM. The effective permeability went through a maximum value at $2\%$ Si and then decreased with increasing Si content. Increasing Si content enlarged grain size, which resulted in improvement of permeability. However, over-added Si caused the formation of $Ni_3Fe$ order phase so that $5\%$ Si added permalloys had the smallest permeability.
Effects of patenting temperature on bending fatigue resistance of pearlitic steel filaments were investigated experimentally. The fatigue resistance of steel filaments was carried out by using hunter machine, specially designed for ultra fine-sized steel wires, in the controlled conditions. The transmission electron microscopy (TEM) was used for observing the overall microstructure. It revealed that the fatigue resistance as well as tensile strength increased together with increase of patenting temperature from 510 to $600^{\circ}C$, while the endurance ratio ($\sigma_e/\sigma_{TS}$) of filaments decreased. It is believed that this variation of mechanical properties with change of patenting temperature should be strongly influenced by the change of microstructure. The bending fatigue properties of steel filaments were discussed based on microstructural parameters.
The microstructural evolution during the equal channel angular pressing of Ti-6Al-4V alloy was investigated using the transmission electron microscopy (TEM). ECA pressing was carried out isothermally with route C at $600^{\circ}C$ for two types of initial microstructure, i.e., equiaxed and Widmanstatten microstructures. At an initial stage of ECA pressing, the equiaxed microstructure showed more uniform flow than the Widmanstatten microstructure. However, both microstructures were significantly refined revealing nearly equiaxed grains of 0.3$mu extrm{m}$ in diameter with high angle grain boundaries after 4 passes of ECA pressing. These ultrafine gains were found to be stable with little grain growth, when annealed up to $600^{\circ}C$ for 1hr.
API steel is used for line-pipe to transport the oil and natural gas. As the recent trends in the development of API steel are towards the use of larger diameter and thicker plate, many researches have been studied to achieve higher strength, higher toughness and lower yield ratio in API steel. However, the strength of API steel after pipe forming is changed depending on the competition of the Bauschinger effect and work hardening which are affected by the strain history during pipe forming process. So, the purpose of this study is to investigate the influence of microstructure on the Bauschinger effect for API steel. To change the microstructure of API steel we have changed the hot rolling condition and the amounts of V and Cu addition. The compression-tensile test and the microstructure observation by OM and TEM were conducted to investigate the yield strength drop and the correlation between the Bauschinger effect and microstructure of API steel. The experimental results show that the increase of polygonal ferrites volume fraction increases the Baushcinger effect due to the back stress which comes from the increase of mobile dislocation density at polygonal ferrite interior during the compressive deformation. The hot rolling condition was more effective on the Bauschinger effect in API steel than the small amount of V and Cu addition.
본 실험에서는 리튬이차전지의 고용량 음극활물질로 주목받는 Si 합금의 부피팽창을 억제하기 위한 방법의 하나인 비활성-matrix상을 이용하고, 상태도를 이용하여 동일한 용량을 발현하는 Si계 이원계 합금 (Cr-Si, Ni-Si) 조성에서의 미세구조 및 전기화학적 특성을 비교/분석하였다. 급속응고공정(Rapid Solidification Process, Melt-spinning법)를 이용하여 동일조건하에서 리본 모양의 합금을 제작하였고, 제작된 리본합금은 동일조건에서 분쇄하여 X-선회절 (X-Ray Diffraction) 분석을 실시하였다. XRD 분석 결과, 상태도에서 예측된 것과 같이, 두 합금 모두 Si 상 및 비활성-matrix상($CrSi_2$ 및 $NiSi_2$)이 관찰되었으며, 이외의 제3의 상은 관찰되지 않았다. 또한, 주사전자현미경(SEM, Scanning Electron Microscope) 및 투과전자현미경-에너지분산분광법(TEM-EDS, Transmission Electron Microscopy - Energy Dispersive X-ray Spectroscopy)으로 미세구조를 살펴본 결과 Cr-Si 합금의 미세구조가 Ni-Si 합금보다 fine한 것을 알 수 있었고 이것은 상태도로부터 예측 가능하였다. 두 합금 조성에서 미세구조에 따른 전기화학적 특성을 비교 평가하기 위해 코인형 하프셀과 풀셀로 충방전 실험을 진행하였고 이와 별도로, 전극의 두께변화 측정이 가능하게 설계된 시험셀을 이용하여 반응 중 Si의 수축팽창을 측정하였다. coarse한 미세구조를 가진 Ni-Si 합금보다 fine한 미세구조를 갖는 Cr-Si 합금의 전극팽창이 비교적 잘 억제됨을 확인하였고, 충방전에 따른 수명 내구성도 우수함을 확인하였다. 이런 결과들로부터 합금의 조성에 따른 미세구조, 체적변화 및 전기화학적 열화와의 연관성을 유추할 수 있었다.
최소선폭 $0.1{\mu}m$ 이하의 살리사이드 공정을 상정하여 $10nm-Ni_{0.5}Co_{0.5}/70\;nm-Poly-Si/200\;nm-SiO_2$ 구조로부터 쾌속 열처리를 이용해서 실리사이드 온도를 $600{\sim}1100^{\circ}C$까지 변화시키면서 복합실리사이드를 제조하고 이들의 면저항의 변화와 미세구조의 변화를 면저항 측정기와 TEM 수직단면, 오제이 두께 분석으로 확인하였다. 기존의 동일한 공정으로 제조된 니켈실리사이드에 비해 제안된 니켈 코발트 복합실리사이드는 $900^{\circ}C$까지 저저항을 유지시킬 수 있는 장점이 있었고 20nm 두께의 균일한 실리사이드 층을 폴리실리콘 상부에 형성시킬 수 있었다. 고온 처리시에는 복합실리사이드와 실리콘의 전기적으로 상분리되는 혼합현상으로 고저항 특성이 나타나는 문제를 확인하였다. 제안된 NiCo 합금 박막을 70nm 높이의 폴리실리콘 게이트를 가진 디바이스에 $900^{\circ}C$이하의 실리사이드화 온도에서 효과적으로 산리사이드 공정의 적용이 기대되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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