• 제목/요약/키워드: Vacuum-annealing

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인바재료의 기계적 성질에 미치는 풀림 열처리와 시험온도의 영향 (The Effects of the Annealing Heat Treatments and Testing Temperatures on the Mechanical Properties of the Invar Materials)

  • 원시태;김종호
    • 한국정밀공학회지
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    • 제18권12호
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    • pp.167-176
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    • 2001
  • The effects of heat treatments and testing temperatures on the mechanical properties of Invar materials were investigated through experiments, which call influence the formability in metal forming fields. Annealing temperatures were changed from $900^{\circ}C$ to $1200^{\circ}C$ with an increment of $100^{\circ}C$ under two different furnace atmosphere(vacuum and H$_2$gas). Microstructure and hardness tests were performed for annealed specimens at room temperature(RT) and tensile tests were also performed by changing annealing temperatures as well as testing temperatures from RT to $300^{\circ}C$. The grain size of annealed materials increased with increasing annealing temperature, while micro-hardness distributions showed almost same hardness values regardless of annealing temperatures. Strength ratio (tensile/yield strength), which influences the forming characteristics of sheet metal, remained almost constant for various experimental conditions in case of unannealed specimens. However, it showed increasing tendency with increasing both annealing and testing temperatures, particularly at the testing temperature higher than $200^{\circ}C$. Therefore it can be concluded that press formability of fully-annealed Invar material can be improved by warm forming technique.

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The Effects of a Thermal Annealing Process in IGZO Thin Film Transistors

  • Kim, Hyeong-Jun;Park, Hyung-Youl;Park, Jin-Hong
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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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.

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열처리 온도에 따른 InAs 양자점의 특성변화 (Abnormal behavior in photoluminescence of InAs quantum dots subjected to annealing treatment)

  • 최현광;이선연;이제원;조관식;전민현
    • 한국진공학회지
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    • 제10권3호
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    • pp.374-379
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    • 2001
  • MBE를 이용하여 GaAs위에 InAs 양자점을 성장시키고 Ga, As, In, As의 순서로 셔터를 교대로 열어주는 방식으로 3주기 반복하여 InGaAs 층을 성장시키고 그 위에 다시 GaAs층을 성장시킨 시료(시료번호: QDl)에 대하여 온도를 변화시키며 열처리를 수행한 후 그 광학적 특성을 분석하였다. 기존의 다른 그룹들의 연구결과처럼, InAs 양자점을 성장시키고 GaAs 에피층을 barrier층으로 성장시킨 경우, 열처리 온도가 증가함에 따라 발광피크는 단파장쪽으로 이동하는 것을 확인하였다. 반면에, InGaAs층을 포함하고 있는 QDI 시료의 경우, 발광 피크의 위치가 열처리 온도가 $600^{\circ}C$가 될 때까지는 장파장 쪽으로 이동하다가, 그 이상의 온도에서는 단파장 쪽으로 이동하는 현상을 관찰하였다. 또한, 발광피크의 반치폭도 열처리 온도가 증가하면서 감소하는 경향을 보이다가 다시 증가되는 경향을 보이고 있다.

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열처리에 따른 Cu 전해도금막의 미세구조 및 물리적성질 변화 (The Microstructure and physical properties of electroplated Cu films)

  • 권덕렬;박현아;김충모;이종무
    • 한국진공학회지
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    • 제13권2호
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    • pp.72-78
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    • 2004
  • TaN막 위에 magnetron sputtering으로 증착 시킨 Cu seed 막을 Cu 전해도금을 하기에 앞서 ECR plasma 장치로 전처리 세정하였다. 이때 Cu 막을 200∼$500^{\circ}C$로 변화시키면서 알곤 또는 질소 분위기에서 RTA(rapid themal annealing) 방법으로 열처리하였다. Cu seed 막 위에 전해도금법으로 형성한 Cu 막을 열처리했을 때 미세구조와 물리적 특성변화를 XRD(x-ray diffraction), EBSD(electron back-scattered diffraction), AFM(atomic force microscopy) 분석을 이용하여 조사하였다. $400^{\circ}C$보다 높은 온도에서 재결정이 일어났으며, 열처리 온도를 증가함에 따라 Cu막의 비저항이 감소하고 (111) 우선배향성이 증가하는 경향을 나타냈다. 최소의 비저항과 부드러운 표면 및 (111) 배향성이 뛰어난 Cu막을 얻기 위한 최적의 열처리 조건은 $400^{\circ}C$의 질소분위기에서 120초간 RTA처리를 하는 것으로 판단된다. 이 조건하에서 전해도금된 Cu막의 비저항(resistivity)과 표면 거칠기(surface roughness)는 각각 1.98$\mu$O-cm 및 17.77nm였다.

마그네트론 스퍼터링법으로 증착한 Au 박막의 전기전도특성에 미치는 열처리 온도와 Ta 삽입층의 영향 (The effect of annealing temperature and Ta layer on the electric conductivity of Au thin film deposited by the magnetron sputtering)

  • 최혁철;유천열
    • 한국진공학회지
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    • 제16권6호
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    • pp.433-438
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    • 2007
  • 열처리 온도에 따른 Au 결정립 크기의 변화와 표면 거칠기 및 전기전도도를 연구하기 위해 dc 마그네트론 스퍼터링법을 사용하여 Si(111) 또는 Si(100) 기판위에 Au (30nm) 와 Ta (5 nm)/Au (30 nm) 를 증착하였다. 열처리 온도가 증가함에 따라 시료의결정립 크기가 증가하였고, 박막 표면 거칠기 또한 증가함을 확인하였다. Si/Au보다Si/Ta/Au구조에서 결정립 크기가 증가하였고 표면거칠기는 감소되었으며 Si(111)기판보다 Si(100) 기판위의 Ta/Au구조에서 전기 저항이 감소되었다. Si(100)/Au구조에 5 nm 두께의 Ta의 buffer layer를 삽입하여 표면 거칠기 정도를 낮춤과 동시에 열처리 온도를 적절히 조절하여 결정립 크기를 증가시킴으로서 전도성이우수한 양질의 Au 박막을 얻을 수 있었다.

PbTe/CdTe(111)B와 마이카 기판 위에 성장된 Bi 박막의 후열처리 전후의 자기저항 (Magnetoresistance in Post-annealed Bi Thin Films on PbTe-buffered CdTe(111)B and on Mica Substrates)

  • 김윤기;최진성;이해파;조성래
    • 한국진공학회지
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    • 제15권4호
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    • pp.367-373
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    • 2006
  • 비스무스의 녹는점보다 3 도 낮은 온도인 $268^{\circ}C$에서 후열처리를 하여 비스무스 박막에서 자기저항의 큰 증가를 관측하였다. 레드텔러라이드 / 케드뮴텔러라이드 기판 위에서는 온도 5 K, 자기장 5T 하에서 190 에서 260으로, 마이카 기판 위에서는 620 에서 120 으로 자기저항의 큰 증가를 나타내었다. 이러한 자기저항의 큰 증가는, 열처리에 따른 결정도의 향상에 기인한 것으로 보인다. 하지만 일정 시간 이상의 오랜 시간의 열처리는 자기저항을 감소시키는 것으로 관측되었다.

차세대 반도체 소자의 배선을 위한 구리박막의 reflow (Reflow of copper film for the interconnection of the next generation semiconductor devices)

  • 김동원;김갑중;권인호;이승윤;라사균;박종욱
    • 한국진공학회지
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    • 제6권3호
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    • pp.206-212
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    • 1997
  • 차세대 반도체 소자의 배선재료로 사용될 것으로 예상되는 구리의 reflow 특성을 조 사하였다. 구리박막을 hole 및 trench 패턴 위에 금속유기화학증착법으로 증착하고 $350^{\circ}C$에 서 $550^{\circ}C$까지의 열처리 온도 범위 및 질소, 산소 분위기에서 열처리하였다. 질소 분위기에서 열처리 한 경우에는 구리가 패턴을 채우지 못하였고 열처리 온도 $450^{\circ}C$ 이상의 산소 분위기 에서 열처리 한 경우에는 reflow에 의하여 구리가 패턴을 채웠다. 이러한 현상은 구리의 산 화시 발생되는 열에 의하여 부분적으로 액상화된 구리가 표면에너지 및 위치에너지를 감소 시키기 위하여 패턴을 채우면서 발생하는 것으로 생각된다. 산소 분위기에서 열처리한 경우 에는 응집물 표면에 300$\AA$이하의 구리 산화물이 형성되었으며 열처리 온도 $550^{\circ}C$에서 구리 의 응집에 의하여 비저항이 급격하게 증가하였다.

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Influence of Annealing Temperature on Structural and Thermoelectrical Properties of Bismuth-Telluride-Selenide Ternary Compound Thin Film

  • Kim, Youngmoon;Choi, Hyejin;Kim, Taehyeon;Cho, Mann-Ho
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.304.2-304.2
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    • 2014
  • Chalcogenides (Te,Se) and pnictogens(Bi,Sb) materials have been widely investigated as thermoelectric materials. Especially, Bi2Te3 (Bismuth telluride) compound thermoelectric materials in thin film and nanowires are known to have the highest thermoelectric figure of merit ZT at room temperature. Currently, the thermoelectric material research is mostly driven in two directions: (1) enhancing the Seebeck coefficient, electrical conductivity using quantum confinement effects and (2) decreasing thermal conductivity using phonon scattering effect. Herein we demonstrated influence of annealing temperature on structural and thermoelectrical properties of Bismuth-telluride-selenide ternary compound thin film. Te-rich Bismuth-telluride-selenide ternary compound thin film prepared co-deposited by thermal evaporation techniques. After annealing treatment, co-deposited thin film was transformed amorphous phase to Bi2Te3-Bi2Te2Se1 polycrystalline thin film. In the experiment, to investigate the structural and thermoelectric characteristics of Bi2Te3-i2Te2Se1 films, we measured Rutherford Backscattering spectrometry (RBS), X-ray diffraction (XRD), Raman spectroscopy, Scanning eletron microscopy (SEM), Transmission electron microscopy (TEM), Seebeck coefficient measurement and Hall measurement. After annealing treatment, electrical conductivity and Seebeck coefficient was increased by defect states dominated by selenium vacant sites. These charged selenium vacancies behave as electron donors, resulting in carrier concentration was increased. Moreover, Thermal conductivity was significantly decreased because phonon scattering was enhanced through the grain boundary in Bi2Te3-Bi2Te2Se1 polycrystalline compound. As a result, The enhancement of thermoelectric figure-of-merit could be obtained by optimal annealing treatment.

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Effect of Annealing under Antimony Ambient on Structural Recovery of Plasma-damaged InSb(100) Surface

  • 석철균;최민경;정진욱;박세훈;박용조;양인상;윤의준
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.203-203
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    • 2014
  • Due to the electrical properties such as narrow bandgap and high carrier mobility, indium antimonide (InSb) has attracted a lot of attention recently. For the fabrication of electronic or photonic devices, an etching process is required. However, during etching process, enegetic ions can induce structural damages on the bombarded surface. Especially, InSb has a very weak binding energy between In atom and Sb stom, it can be easily damaged by impingement of ions. In the previous work, to evaluate the surface properties after Ar ion beam etching, the plasma-induced structural damage on the etched InSb(100) surface had been examined by resonant Raman spectroscopy. As a result, we demonstrated the relation between the enhanced transverse optical(TO) peak in the Raman spectrum and the ion-induced structral damage near the InSb surface. In this work, the annealing effect on the etched InSb(100) surface has investigated. Annealing process was performed at $450^{\circ}C$ for 10 minute under antimony ambient. As-etched InSb(100) surface had shown a strongly enhanced TO scattering intensity in the Raman spectrum. However, the annealing process with antimony flowing caused the intensity to recover due to the structural reordering and the reduction of antimony vacancies. It proves that the origin of enhanced TO scattering is Sb vacancies. Furthermore, it shows that etching-induced damage can be cured effectively by the following annealing process under Sb ambient.

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라디오파 마그네트론 스퍼터링으로 증착된 AZO 박막의 특성에 대한 급속 열처리 효과 (Effects of Rapid Thermal Annealing on the Properties of AZO Thin Films Grown by Radio-frequency Magnetron Sputtering)

  • 조신호
    • 한국진공학회지
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    • 제18권5호
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    • pp.377-383
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    • 2009
  • 라디오파 마그네트론 스퍼터링 방법을 사용하여 사파이어 기판 위에 Al 도핑된 ZnO (AZO) 박막을 성장시킨 후에 온도 범위 $600-900^{\circ}C$에서 급속 열처리를 수행하였다. 박막의 결정 구조와 표면 형상은 각각 X-선 회절법과 주사전자현미경으로 조사하였다. 급속 열처리 온도가 증가함에 따라 박막의 결정성은 향상되었고, 평균 50 nm의 크기를 갖는 육각형 형태의 결정 입자가 관측되었다. 증착된 모든 박막은 파장 영역 400-1100 nm에서 92%의 평균 투과율을 나타내었다. 열처리 온도가 증가함에 따라 박막의 밴드갭 에너지는 감소하였고, 광여기 발광 신호의 경우에 자외선 발광 신호의 세기가 감소하면서 400 nm에 중심을 둔 보라색 발광 신호가 주된 피크를 형성하였다. 박막의 전기적 특성은 열처리 온도에 현저한 의존성을 보였다.