Cu와 Si사이의 확산방지막으로 1000$\AA$ 두께의 TiN의 특성에 대하여 면저항 측정, 식각패임자국 관찰, X선 회절, AES, TEM 등을 이용하여 조사하였다. TiN 확산방지막은 $550^{\circ}C$, 1시간의 열처리 후에 Cu의 안쪽 확산으로 인해 Si(111)면을 따라 결정결함(전위)을 형성하고, 전위 주위에 Cu 실리사이드로 보이는 석출물들을 형성함으로써 파괴되었다. Al의 경우와는 달리 Si 패임자국이 형성되지 안흔 것으로부터 TiN확산방지막의 파괴는 Cu의 안쪽 확산에 의해서만 일어나는 것을 알 수 있었다. 또한, Al의 경우에는 우수한 확산방지막 특성을 보여주었던 충진처리된 TiN가 Cu의 경우에는 거의 효과가 없는 것을 알 수 있었다. 이것은 Al의 경우에는 TiN의 결정립계에 존재하는 $TiO_{2}$가 Al과 반응하여 $Al_{2}O_{3}$를 형성함으로써 Al의 확산을 방해하는 화학적 효과가 매우 크지만, Cu의 경우에는 CuO 또는 $Cu_{2}O$와 같은 Cu 산화물은$TiO_{2}$에 비해서 열역학적으로 불안정하기 때문에 이러한 화학적 효과를 기대할 수 없으며, 따라서 충진처리 효과가 거의 없는 것으로 이해된다.
수질오염에 따른 Cu의 함량변화 차이를 구명하기 위하여 도시하수 및 공단배출수의 영향을 받는 만경강 유역의 논 토양을 중심으로 1982년도에 표 심토로 구분 채취한 것과 1990년도에 채취한 토양시료를, 그리고 1990년의 토양 시료채취 지역에서 재배된 수도체시료 중 Cu 함량을 분석하였다. 만경강 유역의 토양 중 Cu함량은 5.20-71.70mg $kg^{-1}$였다. 평균함량은 1990년도 토양 중의 것이 1982년도 토양에서 보다 높았다. 도시하수 유입지역으로 부터 거리 별 함량변화가 1982년보다 1990년도 토양이 보다 규칙적으로 감소되는 변화를 나타냈다. 수도체의 엽신부위의 Cu함량과 토양중의 Cu, Zn 및 Pb의 함량간에 유의성이 인정되었다. 토양 중 Cu 함량과 토양 중 Zn 및 Pb 함량간에 유의한 상관관계를 나타내고 있어서 Cu가 이들 금속들과 함께 유입되는 오염물질 임을 나타냈다. 이 지역에서 재배된 현미중 Cu함량의 범위는 0.4-10.1 mg $kg^{-1}$이었고, 수도체 부위중 최고 Cu함량은 화서축으로 현미에 비하여 2.3배 높았으며, 엽초 중의 Cu함량은 토양 중 Zn 및 Pb 함량과 상관관계를 나타냈다.
화석연료의 사용과 그 2차오염으로 인해 매년 수도권의 초미세먼지(PM2.5)는 점점 증가하는 추세에 있다. 본 연구는 초미세먼지의 주된 원인물질이라고 알려져 있는 자동차의 매연에서 발생하는 $NO_x$의 제거에 저렴한 Cu 촉매의 이용 가능성에 초점을 두었다. 이를 위하여 일산화질소(NO) 분자가 Cu에 결합하여 형성할 수 있는 Cu-NO 복합체의 가능한 3가지 구조에서의 에너지와 결합길이, IR 및 라만 스펙트럼의 변화를 알아보기 위하여 Gaussian 09 프로그램에서 MPW1PW91 법을 이용하여 기저함수 6-311(+)G(d,p) 수준에서 계산을 수행하였다. 그 결과, Cu-NO 복합체의 생성 엔탈피는 선형, 굽은형, 다리형 구조에 대하여 각각 ${\Delta}H=104.89$, 91.98, -127.48 kJ/mol의 값을 얻었고, NO 결합길이는 복합체가 되었을 때 약 $0.03{\sim}0.10{\AA}$ 정도 NO 분자보다 길어지는 경향을 보여 Cu-NO 결합으로부터 O가 보다 쉽게 환원될 수 있음을 보여준다. 또한 NO와 Cu-NO 복합체의 IR 및 라만 스펙트럼은 각 진동 모드에 대한 피크의 위치와 세기가 확연히 달라져 Cu 촉매에서 Cu-NO 복합체의 생성 여부도 적외선 또는 라만 분광법으로 손쉽게 확인될 수 있음을 알 수 있었다.
졸-겔 방법을 이용하여 Fe첨가된 CuO박막 및 파우더 시료들을 제작하여 그 구조적, 전기적, 자기적 특성들을 순수한 CuO에서와 비교 분석하였다 순수한 CuO 박막은 monoclinic 구조를 가지며 상온에서 Cu 결핍으로 인한 p-type 전기전도성$(\~10^{-2}\;{\Omega^{-1}\;cm^{-1}$을 나타내었다 반면에 CuO:Fe박막은 부도체 성질을 나타내었고, 소량의 Li첨가에 의하여 p-type전도성 및 상온 강자성(ferromagnetism)을 나타내었다. 이와 같은 CuO: Fe, Li박막에서 나타난 결과는 $Li^+$ 이온의 $Cu^{2+}$ 자리 치환으로 인한 hole생성으로 전도성이 증대됨과 동시에 그 defect상태를 매개로 한 $Fe^{3+}$ 이온들간의 원거리 상호작용(long-range interaction)에 의한 강자성 효과의 증대에 기인한 것으로 해석된다. CuO: Fe파우더의 경우 박막에서와 비교하여 증대된 강자성을 나타내는데, 후열처리 온도의 증가가 자기 모멘트의 증대에 기여하였다. 뫼스바우어 측정을 통하여 CuO: Fe박막 및 파우더에서 주로 $Fe^{3+}$ 이온이 팔면체 $Cu^{2+}$ 자리를 치환하였음을 알 수 있었다.
서로 다른 몰비의 Cu-Mn 혼합산화물을 공침법으로 제조하여 $30^{\circ}C$에서 CO 산화반응을 수행하였다. 제조된 촉매는 CO 산화반응에서 반응 활성과 연관시키기 위하여 XRD, $N_2$ 흡착 및 탈착, XPS, $H_2-TPR$ 등의 특성분석을 수행하였다. 제조된 촉매의 질소흡착 등온곡선은 4형태로 7-20 nm크기의 세공이 존재하며, Mn의 함량이 증가함에 따라 BET 표면적은 17에서 $205m^2{\cdot}g^{-1}$ 으로 증가하였다. XPS 분석으로 Cu-Mn 혼합산화물 상의 Cu는 주성분이 2+의 산화상태임을 확인하였고, Mn은 +3과 +4의 산화 상태를 나타냈다. Cu-Mn 촉매의 함량 및 비율에 따른 최적 활성을 실험 조사한 결과, $30^{\circ}C$의 반응온도에서 Cu/(Cu+Mn)의 몰비가 0.5일 때 가장 좋은 활성을 나타냈으며, 이를 기준으로 화산형 형태의 반응 곡선을 나타냈다. 수분 존재하의 CO 산화반응은 활성점에 수분과 CO의 경쟁흡착으로 촉매의 활성을 감소시켰으며 최종적으로는 활성금속 성분과 하이드록실 그룹을 형성하였기 때문이다.
The reactions of $Cu/Ti/SiO_2$ structures at temperatures ranging from 200 to $700^{\circ}C$ have been studied for various Ti thicknesses. The reaction products initially formed, at around $300^{\circ}C$, were a series of Cu-Ti intermetallics ($Cu_3$Ti/CuTi) with the oxygen dissolved in the Ti moving from the compounds into the remaining unreacted Ti. At $500^{\circ}C$, the $Cu_3$Ti was converted into Cu-rich intermetallics, $Cu_4$Ti, which grew at the expense of the CuTi due to the increased oxygen content in the Ti. In addition, the outdiffusion of Ti, to the Cu surface, and the $Ti-SiO_2$ reactions, caused an abrupt increase in the oxygen content in the Ti layer, which placed thermodynamic restraints on further Ti reactions. Furthermore, thinner Ti layers showed a higher increasing rate of oxygen accumulation for the same consumption of Ti, which led to significantly reduced Ti consumption. The $SiO_2$ film under the Ti diffusion barrier was more easily destroyed with increasing Ti thickness.
한국마이크로전자및패키징학회 2001년도 The IMAPS-Korea Workshop 2001 Emerging Technology on packaging
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pp.100-103
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2001
본 연구에서는 무전해도금으로 증착된 구리박막의 열적 및 접착특성에 관하여 고찰하였다. Si 기판에 MOCVD 방법으로 TaN 확산방지막을 증착한 후, 무전해 도금으로 구리박막을 증착하여 Cu/TaN/Si 다층구조를 제조공정하였다. 그리고, Ar 분위기에서 열처리시켰으며, 열처리온도에 따른 비저항 변화를 고찰함으로서 Cu/TaN/Si 계의 열적 특성을 분석하였다. 무전해도금 구리박막의 접착특성은 스크래치 테스트에 의해 평가하였으며, 열적 증착방법과 스퍼터 방법으로 증착된 구리 박막과 비교하였다. 스크래치 테스트 결과, 무전해도금 구리 박막의 접착력이 열적 증착과 스퍼터 방법으로 증착된 구리 박막보다 더 우수하였다.
CuSn thin films were deposited by rf magnetron co-sputtering method with pure Cu and Sn metal targets with a variety of rf powers. CuSn thin films were studied with a surface profiler (alpha step), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), X-ray induced Auger electron spectroscopy (XAES), X-ray diffraction (XRD), and contact angle measurement. The thickness of CuSn thin films was fixed at $200{\pm}10nm$ and deposition rate was calculated by the measured with a surface profiler. From the survey XPS spectra, the characteristic peaks of Cu and Sn were observed. Therefore, CuSn thin films were successfully synthesized on the Si (100) substrate. The oxidation state and chemical environment of Cu and Sn were investigated with the binding energy regions of Cu 2p XPS spectra, Sn 3d XPS spectra, and Cu LMM Auger spectra. Change of the crystallinity of the films was observed with XRD spectra. Using contact angle measurement, surface free energy (SFE) and wettability of the CuSn thin films were studied with distilled water (DW) and ethylene glycol (EG).
Transformation behavior and superelastic behavior of Ti-Ni-Cu alloys with various Cu content has been investigated by means of electrical resistivity measurement, X-ray diffraction, tensile test and transmission electron microscopy. Two types of heat treatment are given to the specimens: i) Solutions treatment. ii) thermo-mechanical treatment. The transformation sequence in solution treated Ti-Ni-Cu Alloys substituted by Cu for Ni up to 5at.% occurs to $B2{\rightleftarrows}B19^{\prime}$ and it proceeds in two stages by addition of 10at.%Cu, i. e, $B2{\rightleftarrows}B19{\rightleftarrows}B19^{\prime}$. Also, it has been found that Ti-30Ni-20Cu alloy transformed in one stage : $B2{\rightleftarrows}B19$. The thermo-mechanically treated Ti-47Ni-3Cu alloy transformed in two stages: B2${\rightleftarrows}$rhomboheral phase${\rightleftarrows}B19^{\prime}$, while transformation sequence in Ti-45Ni-5Cu and Ti-40Ni-10Cu alloy transformed as same as solution treated specimens. The critical stress for inducing slip deformation in solution treated and thermo-mechanically treated Ti-40Ni-10Cu alloy is about 90MPa and 320Mpa respectively.
Removal characteristics of Cu(II) ions by solid-phase extractant immobilized D2EHPA and TBP in PVC were investigated. Cu(II) ion concentrations in the solution and removal capacity of Cu(II) ion according to operation time were compared. The lower the initial concentration of Cu(II) ion in aqueous solution was, the removal capacity of Cu(II) ion by solid-phase extractant was increased relatively. The bigger the initial concentration of Cu(II) ion was, the removal capacity of Cu(II) ion was increased relatively. The pseudo-second-order kinetics according to operation time was showed more satisfying results than the pseudo-first-order kinetics for the removal velocity of Cu(II) ion. The removal capacity of Cu(II) ion was 0.025 mg/g in aqueous solution of pH 2, but the removal capacity of Cu(II) ion was increased to 0.33 mg/g mg/g in aqueous solution of pH 4 according to increasing pH.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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