• 제목/요약/키워드: TiCl$_4$.4NH$_3$(s)

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SIMS Depth Profiling Analysis of Cl in $TiCl_4$ Based TiN Film by Using $ClCs_2^+$ Cluster Ions

  • 공수진;박상원;김종훈;고중규;박윤백;김호정;김창열
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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    • pp.161-161
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    • 2012
  • 질화티타늄(Titanium Nitride, TiN)은 화학적 안정성이 우수하고, N/Ti 원소 비율에 따라 열전도성 및 전기전도성이 변화하는 특성을 가지고 있어서 Metal Insulator Silicon (MIS) 나 Metal Insulator Metal (MIM) capacitor의 metal electrode 물질로 적용되고 있다. $TiCl_4$$NH_3$ gas를 이용하여 $500^{\circ}C$ 이상의 고온 조건에서 Chemical Vapor Deposition (CVD) 법으로 TiN 박막을 증착하는 방식이 가장 널리 사용되고 있으나, TiN 박막 내의 Chlorine (Cl) 원소가 SiO2 두께와 누설전류 밀도를 증가시키는 요인으로 작용하므로 Cl의 거동 및 함량 제어를 통한 전기적인 특성의 향상 평가가 요구되고 있다[1-3]. 본 실험에서는 $SiO_2$ 위에 TiN을 적층 한 구조에서 magnetic sector type의 Secondary Ion Mass Spectrometry (SIMS)를 이용하여 Cl 원소의 검출도 개선 방법을 연구하였다. 일반적인 $Cs^+$ 이온을 이용하여 $Cl^-$ 이온을 검출할 경우에는 TiN 하부에 $SiO_2$가 존재함에 따른 charging effect와 mass interference가 발생되는 문제점이 관찰되었다. 이를 개선하기 위해 Cl과 Cs 원소가 결합된 $ClCs^+$ cluster ion을 검출하는 방법을 시도하였으나, Cl- 이온 검출 방식에 비해 오히려 낮은 검출도를 나타내었으나 Cl 원소가 속하는 halogen 족 원소의 높은 전자 친화도 특성을 이용한 $ClCs_2^+$ cluster ion을 검출하는 방법[4]을 적용한 경우에는 $ClCs^+$ 방식에 비해 검출도가 3order 개선되는 결과를 확보하였으며, 이 결과를 토대로 Cl dose ($atoms/cm^2$) 와 Rs (ohm/sq) 간의 상관 관계에 대해 고찰하고자 한다.

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고효율 자외선/광촉매 시스템을 이용한 고농도 유기성 폐수처리

  • 정효기;김중곤;김시욱
    • 한국생물공학회:학술대회논문집
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    • 한국생물공학회 2005년도 생물공학의 동향(XVI)
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    • pp.272-276
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    • 2005
  • 음식물 폐기물을 3단계 메탄발효 공정을 이용하여 처리하였을 때 배출되는 발효폐액은 거의 액상으로 고농도의 sCOD, T-N and $NH_{3}-N$를 함유하고 있다. 본 연구에서는 3단계 메탄 발효 후 최종 유출되는 고농도의 유기성 폐수를 물리${\cdot}$화학적 응집 및 침전을 이용하여 전처리 한 후 고효율 자외선/광촉매 시스템을 이용하여 후속 처리를 하고자 하였다. $FeCl_{3}$를 이용하여 전처리하였을 때 최적 pH 및 농도는 4와 2000 mg/L로 52.6%의 COD제거율을 보였다. 고효율 자외선/광촉매 시스템의 경우 24시간 동안 COD는 2890 mg/L에서 184 mg/L로 감소하였으며, T-N은 2496 mg/L에서 914 mg/L로 감소하였다.

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플라즈마 화학증착법에 의해 제조된 (Ti$_{1-x}$AI$_{x}$)N 박막의 미세조직 및 기계적 특성에 관한 연구 (The Microstructure And The Mechanical Properties Of(Ti$_{1-x}$AI$_{x}$)N Coatings Deposited By Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition(PECVD))

  • 이동각;이승훈;한영훈;이정중
    • 한국표면공학회지
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    • 제34권2호
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    • pp.97-104
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    • 2001
  • ($Ti_{ 1-x}$$Al_{ x}$)N has been deposited on high speed steel (HSS) substrate using PECVD from the gas mixture of $TiC1_4$, $AlC1_4$, $NH_3$, $H_2$, and Ar. The correlation between the microstructure and the mechanical properties was investigated. ($Ti_{1-x}$$Al_{ x}$)N showed single phase NaCl-structure up to X=0.87, while a mixed phase of NaCl Type (Ti, Al) N and wurtzite structure AlN was observed for 0.87$Ti_{1-x}$ $Al_{x}$ )N became by degrees as increasing X, which made the hardness of the coating higher by Al addition. When the coating was composed of a mixed phase, however, the hardness decreased abruptly due to the effect of soft AlN phase. The wear volume of the coatings could be obtained as the concentration of the coating was varied, and the relation between the wear volume and hardness or the adhesion strength was discussed.

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저압 임팩터를 이용한 대기 에어로졸 입자의 입경분포 측정과 화학조성 자료의 해석 (Characterization of Chemical Composition and Size Distribution of Atmospheric Aerosols by Low-Pressure Impactor)

  • 박정호;최금찬
    • 한국대기환경학회지
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    • 제13권6호
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    • pp.475-486
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    • 1997
  • The characteristics of atmospheric aerosols were investigated as a function of particle size and water solubility. The atmospheric aerosols were sampled with classifying into 12 size ranges by the use of Andersen low-pressure impactor. Collected aerosol particles were extracted by ultrapure water and filtered to be separated into water-soluble and insoluble components. The concentrations 12 elements in both components were determined by PIXE analysis. And the concentrations of 8 ions in the soluble component were analyzed by ion chromatography. In general, the mass size distribution of particulate matter was represented as a bimodal distribution. The mass size distributions of S$(SO_4^{2-}), K(K^+), Zn and NH_4^+$ skewed to the smaller size range and those of Si, Ca$(Ca^{2+}), Fe, Na^+ and Mg^{2+}$ skewed to the larger size range. They had roughly one peak in the fine and coarse particle region,respectively. On the other hand, the mass size distribution of Ti, Mn, Ni, Cu, $Cl^- and NO_3^-$ were represented as the bimodal distribution. Fe and Si in the aerosol particles extracted into pure water are existing in high insoluble state. Conversely, almost the whole of S is dissolved in water.

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ICP를 이용한 MTJ stack 위의 Ta 박막의 식각 특성 연구 (Dry etch of Ta thin film on MTJ stack in inductively coupled plasma)

  • 김동표;우종창;김창일
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
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    • pp.29-29
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    • 2009
  • 현재 고집적 비휘발성 메모리 소자로는 MRAM (Magnetic Random Access Memory)과 PRAM (Phase Magnetic Random Access Memory)이 활발하게 미국과 일본, 한국 등에서 다양한 연구가 진행되어 오고 있다. 이 중에서 MRAM은 DRAM과 비슷한 10 ns의 빠른 읽기/쓰기 속도와 비휘발성 특성을 가지고 있으며, 전하를 저장할 커패시터가 필요 없고, 두 개의 자성충에 약 10 mA 정도의 전류를 가하면 그때 발생하는 약 10 Oe의 자장을 개개의 비트를 write하고, read 시에는 각 비트의 자기저항을 측정함으로써 데이터를 저장하고 읽을 있으므로, 고집적화가 가능성하다 [1]. 현재 우수한 박막 재료가 개발 되었으나, 고집적 MRAM 소자의 양산에는 해결 하여야 하는 문제점이 있다. 특히 다층 박막으로 구성되어 있으므로 식각 공정의 개발이 필수적이다. 지금까지 MRAM 재료의 식각은 주로 Ion milling, ICP, ECR등의 플라즈마 장치를 되었고, 식각 가스로는 할로겐 기체와 금속카보닐 형성을 위한 Co/$NH_3$$Ch_3OH$ 기체가 이용되고 있다. 그러나 할로겐 계열의 기체를 사용할 경우, 식각 부산물들의 높은 끓는점 때문에 식각 부산물이 박막의 표면에서 열적 탈착에 의하여 제거되지 않기 때문에 높은 에너지를 가지는 이온의 도움에 의한 식각이 필요하다. 또한 Cl 계열의 기체를 사용할 경우, 식각 공정 후, 시료가 대기에 노출되면 대기 중의 수분과 식각 부산물이 결합하여 부식 현상이 발생하게 된다. 그러므로 이를 방지하기 위한 추가 공정이 요구된다. 최근에는 부식 현상이 없고, MTJ 상부에 사용되는 Ta 또는 Ti Hard mask와의 높은 선택비를 가지는 $CH_3OH$ 또는 CO/$NH_3$가 사용되고 있다. 하부 박막에 따른 식각 특성에 연구와 다층의 박막의 식각 공정에 발생에 관한 발표는 거의 없다. MRAM을 양산에 적용하기 위하여서는 Main etch 공정에서 빠른 식각 공정이 필요하고, Over etch 공정에서 하부박막에 대한 높은 선택비가 요구된다. 그러므로 본 논문에서는 식각 변수에 따른 플라즈마 측정과 표면 반응을 비교하여 각 공정의 식각 메커니즘을 규명하고, Main Etch 공정에서는 $Cl_2$/Ar 또는 $BCl_3$/Ar 가스를 이용하여 식각 실험을 수행하고, Over etch 공정에는 낮은 Ta 박막 식각 속도를 가지는 $Ch_4/O_2$/Ar 또는 $Ch_3OH$/Ar 가스를 이용하고자 한다. 플라즈마 내의 식각종과 Ta 박막과의 반응을 XPS와 AES를 이용하여 분석하고, 식각 공정 변수에 따른 식각 속도, 식각 선택비와 식각 프로파일 변화를 SEM을 이용하여 관찰한다.

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Comparison of Chemical Compositions of Size-segregated Atmospheric Aerosols between Asian Dust and Non-Asian Dust Periods at Background Area of Korea

  • Kim, Won-Hyung;Song, Jung-Min;Ko, Hee-Jung;Kim, Jin Seog;Lee, Joung Hae;Kang, Chang-Hee
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제33권11호
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    • pp.3651-3656
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    • 2012
  • The size-segregated atmospheric aerosols have been collected at 1100 m site of Mt. Halla in Jeju, a background area in Korea, using 8-stage cascade impact air sampler during Asian dust and non-Asian dust storm periods. Their ionic and elemental species were analyzed, in order to examine the pollution characteristics and composition change between Asian dust and non-Asian dust periods. The major ionic species such as nss-$SO_4{^{2-}}$, $NH_4{^+}$, and $K^+$ were predominantly distributed in the fine particles (below $2.1{\mu}m$ diameter), and besides the $NO_3{^-}$ was distributed more in coarse particle fraction than fine particle. On the other hand, the typical soil and marine species i.e., nss-$Ca^{2+}$, $Na^+$, $Cl^-$, and $Mg^{2+}$, were mostly existed in the coarse particles (over $2.1{\mu}m$ diameter). As well in the elemental analysis of aerosols, the major soil-originated Al, Fe, Ca, and others showed prominently high concentrations in the coarse particle fraction, whereas the anthropogenic S and Pb were relatively high in the fine particle fraction. From the comparison of aerosol compositions between Asian dust and non-Asian dust periods, the concentrations of the soil-originated species such as nss-$Ca^{2+}$, Al, Ca, Fe, Ti, Mn, Ba, Sr have increased as 2.7-4.2 times during the Asian dust periods. Meanwhile the concentrations of nss-$SO_4{^{2-}}$ and $NO_3{^-}$ have increased as 1.4 and 2.0 times, and on the contrary $NH_4{^+}$ concentrations have a little bit decreased during the Asian dust periods. Especially the concentrations of both soil-originated ionic and elemental species increased noticeably in the coarse particle mode during the dust storm periods.