• Korean Journal of Materials Research
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• v.4 no.2
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• pp.143-151
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• 1994

On PT/Ti/Si substrates, PZT thln fllms are deposited at $300^{\circ}C$ by rf magnetron sputtering uslng a $(PbZr_{52}, Ti_{48})O_{3}$ composltc cerarnlc target. To abtaln, the stable phase, perovskltc structure, furnace annealmg techmque had been cmplo:~d In PbO amb~ent for the $550^{\circ}C$-$750^{\circ}C$ temperature ranges. On Pt(250$\AA$)/Ti(500$\AA$)/Si, Pt(1000)$\AA$/Ti(500$\AA$)/Si substrates, effects of Ti layer and Pt thickness are studled. Though thickness of the Pt layer 1s 1000$\AA$). oxygen diffusion is not prevented and accelerated by Ti layer actlng for oxygen sink sites durmg furnace annealing. The upper TI layer 1s transformed Into TIOX by oxyen dlffuslon and lower Ti layer Into silicide with in-diffused Pt. The formation of TiOx layer seems to affect the orlentatton of the PZT layer. Furnace annealed f~lm shows ferroelectr~c and electrical properties wth a remanent polarlzation of 3.3$\mu A /\textrm{cm}^2$, , coerclve fleld of 0.15MV/cm, a=571 (10kHz), leakage current 32.65$\mu A /\textrm{cm}^2$, , breakdown voltage of 0.4OMV/cm.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.218-218
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• 2012

Nanocrystalline $SnO_2$ colloids are synthesized by hydrolysis of $SnCl_4{\cdot}5H_2O$ in aqueous ammonia solution. The synthesized $SnO_2$ nanoparticles with ca. 15 nm in diameter are coated on a fluorinedoped thin oxide (FTO) conductive substrate and heated at $550^{\circ}C$. The annealed $SnO_2$ film is treated with aqueous $TiCl_4$ solution, which is sensitzied with MK-2 dye (2-cyano-3-[5'''-(9-ethyl- 9H-carbazol-3-yl)-3',3'',3''',4-tetra-n-hexyl-[2,2',5',2'',5'',2''']-quater thiophen-5-yl]). Compared to bare $SnO_2$ film, the conversion efficiency is significantly improved from 0.22% to 3.13% after surface treatment of $SnO_2$ with $TiCl_4$, which is mainly due to the large increases in both photocurrent density from 1.33 to $9.46mA/cm^2$ and voltage from 315 to 634 mV. It is noted that little change in the amount of the adsorbed dye is detected from 1.21 for the bare $SnO_2$ to $1.28{\mu}mol/cm^2$ for the $TiCl_{4-}$ treated $SnO_2$. This indicates that the photocurrent density increased by more than 6 times is not closely related to the dye loading concentration. From the photocurrent and voltage transient spectroscopic studies, electron life time increases by about 13 order of magnitude, whereas electron diffusion coefficient decreases by about 3.6 times after $TiCl_4$ treatment. Slow electron diffusion rate offers sufficient time for regeneration kinetics. As a result, charge collection efficiency of about 40% before $TiCl_4$ treatment is improved to 95% after $TiCl_4$ treatment. The large increase in voltage is due to the significant increase in electron life time, associated with upward shift of fermi energy.

• Journal of Surface Science and Engineering
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• v.46 no.2
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• pp.68-74
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• 2013

For the coating of diamond films on WC-Co tools, a buffer interlayer is needed because Co catalyzes diamond into graphite. W and Ti were chosen as candidate interlayer materials to prevent the diffusion of Co during diamond deposition. W or Ti interlayer of $1{\mu}m$ thickness was deposited on WC-Co substrate under Ar in a DC magnetron sputter. After seeding treatment of the interlayer-deposited specimens in an ultrasonic bath containing nanometer diamond powders, $2{\mu}m$ thick nanocrystalline diamond (NCD) films were deposited at $600^{\circ}C$ over the metal layers in a 2.45 GHz microwave plasma CVD system. The cross-sectional morphology of films was observed by FESEM. X-ray diffraction and visual Raman spectroscopy were used to confirm the NCD crystal structure. Micro hardness was measured by nano-indenter. The coefficient of friction (COF) was measured by tribology test using ball on disk method. After tribology test, wear tracks were examined by optical microscope and alpha step profiler. Rockwell C indentation test was performed to characterize the adhesion between films and substrate. Ti and W were found good interlayer materials to act as Co diffusion barriers and diamond nucleation layers. The COFs on NCD films with W or Ti interlayer were measured as less than 0.1 whereas that on bare WC-Co was 0.6~1.0. However, W interlayer exhibited better results than Ti in terms of the adhesion to WC-Co substrate and to NCD film. This result is believed to be due to smaller difference in the coefficients of thermal expansion of the related films in the case of W interlayer than Ti one. By varying the thickness of W interlayer as 1, 2, and $4{\mu}m$ with a fixed $2{\mu}m$ thick NCD film, no difference in COF and wear behavior but a significant change in adhesion was observed. It was shown that the thicker the interlayer, the stronger the adhesion. It is suggested that thicker W interlayer is more effective in relieving the residual stress of NCD film during cooling after deposition and results in stronger adhesion.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.28 no.3
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• pp.9-15
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• 2021

Miniaturization of semiconductor devices has recently faced a physical limitation. To overcome this, 3D packaging in which semiconductor devices are vertically stacked has been actively developed. 3D packaging requires three unit processes of TSV, wafer grinding, and bonding, and among these, copper bonding is becoming very important for high performance and fine-pitch in 3D packaging. In this study, the effects of Ti nanolayer on the antioxidation of copper surface and low-temperature Cu bonding was investigated. The diffusion rate of Ti into Cu is faster than Cu into Ti in the temperature ranging from room temperature to 200℃, which shows that the titanium nanolayer can be effective for low-temperature copper bonding. The 12nm-thick titanium layer was uniformly deposited on the copper surface, and the surface roughness (R_q) was lowered from 4.1 nm to 3.2 nm. Cu bonding using Ti nanolayer was carried out at 200℃ for 1 hour, and then annealing at the same temperature and time. The average shear strength measured after bonding was 13.2 MPa.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.289.2-289.2
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• 2016

In-Ga-Zn-O(IGZO) receive great attention as a channel material for thin film transistors(TFTs) as next-generation display panel backplanes due to its superior electrical and physical properties such as a high mobility, low off-current, high sub-threshold slope, flexibility, and optical transparency. For the purpose of fabricating high performance IGZO TFTs, a thermal recovery process above a temperature of $300^{\circ}C$ is required for recovery or rearrangement of the ionic bonding structure. However diffused metal atoms from source/drain(S/D) electrodes increase the channel conductivity through the oxidation of diffused atoms and reduction of $In_2O_3$ during the thermal recovery process. Threshold voltage ($V_{TH}$) shift, one of the electrical instability, restricts actual applications of IGZO TFTs. Therefore, additional investigation of the electrical stability of IGZO TFTs is required. In this paper, we demonstrate the effect of Ti diffusion and modulation of interface traps by carrying out an annealing process on IGZO. In order to investigate the effect of diffused Ti atoms from the S/D electrode, we use secondary ion mass spectroscopy (SIMS), X-ray photoelectron spectroscopy, HSC chemistry simulation, and electrical measurements. By thermal annealing process, we demonstrate VTH shift as a function of the channel length and the gate stress. Furthermore, we enhance the electrical stability of the IGZO TFTs through a second thermal annealing process performed at temperature $50^{\circ}C$ lower than the first annealing step to diffuse Ti atoms in the lateral direction with minimal effects on the channel conductivity.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2017.05a
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• pp.113-113
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• 2017

최근 많은 산업의 발전으로 인해 환경오염을 유발시키는 폐수가 다량으로 배출되고 있으며, 이러한 폐수 속에는 유기용매, 고분자 물질 및 각종 염 등의 난분해성 물질들이 다량으로 함유되어 있다. 이런 물질들을 분해시키기 위해 물리적, 생물학적 수처리 방법이 많이 이용되고 있지만 이 방법들은 각각 운전비용과 처리비용이 고가인 단점이 있다. 따라서 비용과 효율 측면에서 효과적인 폐수처리를 위해서 전기화학적 폐수처리 방법이 많이 사용되고 있다. 물리적, 생물학적 처리 방법에 비해 비용이 적게 들고, 처리 후 잔류물이 남지 않으며, 독성을 띄는 산화제의 첨가 없이도 높은 폐수처리 능력을 보이기 때문에 친환경적이므로, 전기화학적 폐수산화 처리에 사용되는 불용성 전극에 대한 연구가 많이 진행되어져 오고 있다. 그 중 BDD(Boron-doped diamond) 전극은 표면에서 강력한 산화제인 수산화 라디칼의 높은 발생량으로 인해 뛰어난 폐수처리 능력을 보이므로 불용성 전극 분야에서 활발한 연구가 진행 중이다. 그러나 기존에 BDD 전극의 기판 모재로 이용되던 Si, W, Pb등은 모두 기계적 강도, 폐수처리 능력 및 독성 문제로 인해 한계가 있었고, 특히 Nb기판 위에 형성시킨 BDD 전극은 뛰어난 폐수처리 능력에도 불구하고 비싼 모재 원가로 인해 상용화가 힘든 실정이다. 이런 문제점을 해결하기 위해 높은 기계적 강도와 전기화학적 안정성을 가진 Ti 기판을 사용한 BDD 전극에 대한 연구가 보고되고 있다. 그러나 BDD와 Ti 간의 lattice mismatch, BDD층 형성을 위한 고온 공정시 탄소의 확산으로 인한 기판 표면에서의 TiC층 형성으로 인해 접착력이 감소하여 박리가 생기는 문제점이 있다. BDD와 Ti의 접착력을 향상시키기 위해 융점이 높고, 전기전도성이 우수한 TiN을 diffusion barrier layer로 삽입하면 탄소 확산에 의한 TiC층의 생성을 억제하여, 내부응력에 기인한 접착력 감소를 방지할 수 있다. 또 하나의 방법으로 Ti 기판의 전처리를 통해 BDD층의 접착력을 향상 시킬 수 있다. Sanding과 etching을 통해 기판 표면의 물리, 화학적인 표면조도를 부여하고, seeding을 통해 diamond 결정 성장에 도움을 주는 seed 입자를 분포시킴으로써, 중간층과 BDD층의 접착력을 향상시키고, BDD 결정핵 성장을 촉진시켜 고품질의 BDD박막 증착이 가능하다. 본 연구에서는 기존 Si, Nb 등의 기판 모재를 Ti로 대체함으로써 제조원가를 절감시키고, TiN 중간층을 삽입하여 접착력을 향상 시킴으로써 기존의 BDD 전극과 동등한 수준의 물성 및 수처리 특성을 가진 BDD전극 제작을 목표로 하였다. $25{\times}25mm$의 Ti 기판위에 TiN 중간층을 DC magnetron sputtering을 이용하여 증착 후, BDD 전극 층을 HFCVD로 증착하였다. 전처리를 진행한 기판과 중간층 및 BDD층의 미세구조를 XRD로 분석하였고, 표면 형상을 SEM으로 확인하였다. BDD전극의 접착력 분석을 통해 TiN 중간층의 최적 조성을 도출하고, 최종적으로 BDD/TiN/Ti 전극의 CV특성과 가폐수의 COD분해능력 및 축산폐수, 선박평형수 등의 실제 폐수 처리 능력을 BDD/Si, BDD/Nb 전극과 비교 검토할 것이다.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.6 no.7
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• pp.742-751
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• 1996

Ti-48Al(at.%) specimens were coated with Al-21Ti-23Cr(at.%) film by RF magnetron sputtering. Ti-48Al specimen coated at 200, 0.8Pa and 573K showed the best oxidation resistance property in the isothermal oxidation test. Al-21Ti-23Cr film was amophous after depostion, but crystallized and fromed a protective ${Al}_{2}{O}_{3}$ layer on the surface during oxidation. Ti-48Al specimens coated at 573K have been sassessed by isothermal oxidation test for 100 hours at 1073K, 1173K and 1273K. The mass gain curves showed that parabolic stage continued at al tested temperature range in isothermal oxidation test, and the excellent oxidation resistance is attriutable to the formation of a protective ${Al}_{2}{O}_{3}$ layer on the surface of Al-21Ti-23Cr film. After oxidation test at 1273K, the matrix of Al-21Ti-23Cr film had transformed into TiAlCr phase due to the depletion of Al during oxidation and the diffusion of Ti from the substrate, and the extent of mass gain of the specimen increased compared with that of specimens tested at lower temperature.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2016.11a
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• pp.157-157
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• 2016

최근 많은 산업의 발전으로 인해 환경오염을 유발시키는 폐수가 다량으로 배출되고 있으며, 이러한 폐수 속에는 유기용매, 고분자 물질 및 각종 염 등의 난분해성 물질들이 다량으로 함유되어 있다. 이런 물질들을 분해시키기 위해 물리적, 생물학적 수처리 방법이 많이 이용되고 있지만 이 방법들은 각각 운전비용과 처리비용이 고가인 단점이 있다. 따라서 비용과 효율 측면에서 효과적인 폐수처리를 위해서 전기화학적 폐수처리 방법이 많이 사용되고 있다. 물리적, 생물학적 처리 방법에 비해 비용이 적게 들고, 처리 후 잔류물이 남지 않으며. 독성을 띄는 산화제의 첨가 없이도 높은 폐수처리 능력을 보이기 때문에 친환경적이므로, 전기화학적 폐수산화 처리에 사용되는 불용성 전극에 대한 연구가 많이 진행되어져 오고 있다. 그 중 BDD(Boron-doped diamond) 전극은 표면에서 강력한 산화제인 수산화 라디칼의 높은 발생량으로 인해 뛰어난 폐수처리 능력을 보이므로 불용성 전극 분야에서 활발한 연구가 진행 중이다. 그러나 기존에 BDD 전극의 기판 모재로 이용되던 Si, W, Pb등은 모두 기계적 강도. 폐수처리 능력 및 독성 문제로 인해 한계가 있었고, 특히 Nb기판 위에 형성시킨 BDD 전극은 뛰어난 폐수처리 능력에도 불구하고 비싼 모재 원가로 인해 상용화가 힘든 실정이다. 이런 문제점을 해결하기 위해 높은 기계적 강도와 전기화학적 안정성을 가진 Ti 기판을 사용한 BDD 전극에 대한 연구가 보고되고 있다. 그러나 BDD와 Ti 간의 lattice mismatch, BDD층 형성을 위한 고온 공정 시 탄소의 확산으로 인한 기판 표면에서의 TiC층 형성으로 인해 접착력이 감소하여 박리가 생기는 문제점이 있다. BDD와 Ti의 접착력을 향상시키기 위해 융점이 높고, 전기전도성이 우수한 TiN을 diffusion barrier layer로 삽입하면 탄소 확산에 의한 TiC층의 생성을 억제하여, 내부응력에 기인한 접착력 감소를 방지할 수 있다. 또 하나의 방법으로 Ti 기판의 전처리를 통해 BDD층의 접착력을 향상 시킬 수 있다. Sanding과 etching을 통해 기판 표면의 물리, 화학적인 표면조도를 부여하고, seeding을 통해 diamond 결정 성장에 도움을 주는 seed 입자를 분포시킴으로써, 중간층과 BDD층의 접착력을 향상시키고, BDD 결정핵 성장을 촉진시켜 고품질의 BDD박막 증착이 가능하다. 본 연구에서는 기존 Si, Nb 등의 기판 모재를 Ti로 대체함으로써 제조원가를 절감시키고, TiN 중간층을 삽입하여 접착력을 향상시킴으로써 기존의 BDD 전극과 동등한 수준의 물성 및 수처리 특성을 가진 BDD전극 제작을 목표로 하였다. $25{\times}25mm$의 Ti 기판위에 TiN 중간층을 DC magnetron sputtering을 이용하여 증착 후, BDD 전극 층을 HFCVD로 증착하였다. 전처리를 진행한 기판과 중간층 및 BDD층의 미세구조를 XRD로 분석하였고, 표면 형상을 SEM으로 확인하였다. BDD전극의 접착력 분석을 통해 TiN 중간층의 최적 조성을 도출하고, 최종적으로 BDD/TiN/Ti 전극의 CV특성과 가폐수의 COD분해능력 및 축산폐수, 선박평형수 등의 실제 폐수 처리 능력을 BDD/Si, BDD/Nb 전극과 비교 검토할 것이다.

• Journal of Hydrogen and New Energy
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• v.2 no.1
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• pp.29-37
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• 1990

The effect of pressure cycling of $Zr_{0.9}Ti_{0.1}Cr_{0.7}Fe_{1.3}$ on the hydrogenation properties was investigated using the P-C-Isotherm curves and hydrogen absorption rate curves in the isotherm condition. The reversible hydrogen absorption capacity was decreased about 45 % after 3300 cycles. In the case of activated sample, the rate controlling steps of hydriding reaction changed from the surface reaction to the hydrogen diffusion process through hydride phase sequentially as reaction proceeded. After 3300 cycles, the sequential change of rate controlling step was same as activated one. However, the hydrogen absorption rate significantly decreased. It is suggested that the degradation of $Zr_{0.9}Ti_{0.1}Cr_{0.7}Fe_{1.3}$ can be interpreted with the formation of $ZrFe_3$ phase at the particle surface.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.10 no.2
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• pp.219-224
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• 2001

Pd/Ge/Ti/Pt ohmic contact to n-type InCaAs was investigated. Minimum specific contact resistivity of $3.7\times10^{-6}\; \Omega\textrm{cm}^2$ was achieved by rapid thermal annealing at $400^{\circ}C$ for 10 seconds. This was related to the formation of Pd-Ge compounds and the in-diffusion of Ge atoms to InGaAs surface. However, the specific contact resistivity increased slightly to $low-10^5\; \Omega\textrm{cm}^2$ in the case of longer annealing time. Superior ohmic contact and non-spiking planar interface between ohmic materials and InGaAs were maintained after annealing at high temperature. Therefore, this thermally stable ohmic contact system is a promising candidate for compound semiconductor devices.