• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권3호
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• pp.1253-1258
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• 2014

CA 이온도금기술에 의한 TiC와 TiN 그리고 TiC/TiN 코팅재를 비교하기 위하여 트라이볼로지 물성을 연구하였다. 실험은 Falex journal V block 시스템을 이용한 터보시험기에서 수행하였다. 코팅재의 마찰과 마모특성은 작용된 하중과 미끄럼 속도에 의하여 다양하게 결정되었다. TiC와 TiN 그리고 TiC/TiN 코팅재는 표면에서 트라이볼로지 특성이 현저하게 증가하였다. 단층코팅에서는 TiC보다 TiN이 좋은 결과를 얻었다. 그러나, TiC/TiN의 다층코팅은 다른 어떤 단층코팅보다 좋은 성능을 보였다. 다층코팅의 성능이 향상된 핵심요소는 TiN층 외부와 강 사이에서 부착이 증가하게된 TiC의 역할 때문이다.

• 한국재료학회지
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• 제25권1호
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• pp.48-53
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• 2015

$TiH_2$ nanopowder was made by high energy ball milling. The milled $TiH_2$ and CNT powders were then simultaneously synthesized and consolidated using pulsed current activated sintering (PCAS) within one minute under an applied pressure of 80 MPa. The milling did not induce any reaction between the constituent powders. Meanwhile, PCAS of the $TiH_2$-CNT mixture produced a Ti-TiC composite according to the reaction ($0.92TiH_2+0.08CNT{\rightarrow}0.84Ti+0.08TiC+0.92H_2$, $0.84TiH_2+0.16CNT{\rightarrow}0.68Ti+0.16TiC+0.84H_2$). Highly dense nanocrystalline Ti-TiC composites with a relative density of up to 99.7% were obtained. The hardness and fracture toughness of the dense Ti-8 mole% TiC and Ti-16 mole% TiC produced by PCAS were also investigated. The hardness of the Ti-8 mole% TiC and Ti-16 mole% TiC composites was higher than that of Ti. The hardness value of the Ti-16 mole% TiC composite was higher than that of the Ti-8 mole% TiC composite without a decrease in fracture toughness.

• Tribology and Lubricants
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• 제4권2호
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• pp.36-43
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• 1988

Titanium carbide(TiC) and titanium nitride(TiN) flims were deposited on $Si_3N_4$-TiC composite cutting tools by chemical vapor deposition(CVD) using $TiCl_4-CH_4-H_2$ and $TiCl_4-H_2-N_2$ gas mixtures, respectively. The nonmetal to metal ratio of deposit increases with increasing $m_{C/Ti}$(mole ratio of CH$_4$ to TiCl$_4$ in the input) for TiC coatings and $m_{N/Ti}$(mole ratio of N$_2$ to TiCl$_4$ in the input) for TiN coatings. The nearly stoiahiometric films could be obtained under the deposition condition of $m_{C/Ti}$ between 1.15 and 1.61 for TiC, and that of $m_{N/Ti}$ between 25 and 28 for TiN. Also maximum microhardness of the coatings can be obtained in these ranges. The interfacial region of TiC coatings on $Si_3N_4$-TiC ceramics is wider than that of TiN coatings according to Auger depth profile analysis, which indicates good interfacial bonding for TiC. Experimental results show that TiC coatings have an randomly equiaxed structure and Columnar structure with(220) preferred orientation can be obtained for TiN coatings. And, multilayer coatings have a dense and equiaxed structure.

• 대한전기학회논문지
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• 제41권8호
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• pp.869-874
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• 1992

The physical and electrical properties of TiN/TiSiS12T bilayer were studied. The TiN/TiSiS12T bilayer was formed by rapid thermal anneal in NHS13T ambient after the Ti film was deposited on silicon substrate. The Ti film reacts with NHS13T gas to make a TiN layer at the surface and reacts with silicon to make a TiSiS12T layer at the interface respectively. It was found that the formation of TiN/TiSiS12T bilayer depends on RTA temperature. In this experiment, competitive reaction for TiN/TiSiS12T bilayer occured above $600^{\circ}C$. Ti-rich TiNS1xT layer and Ti-rich TiSiS1xT layer and Ti-rich TiSiS1xT layer were formed at $600^{\circ}C$. stable structure TiN layer TiSiS12T layer which has CS149T phase and CS154T phase were formed at $700^{\circ}C$. Both stable TiN layer and CS154T phase TiSiS12T layer were formed at 80$0^{\circ}C$. The thickness of TiN/TiSiS12T bilayer was increased as the thickness of deposited Ti film increased.

• 한국재료학회지
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• 제10권1호
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• pp.90-96
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• 2000

Underlayer의 종류 및 두께가 Al 박막의 배향성 및 면저항 변화에 미치는 영향을 연구하였다. Al의 underlayer로서 sputtering 방식으로 증착되는 Ti와 TiN이 적층된 구조인 Ti/TiN이 사용되었으며, 각각에 대해 두께를 변화시키면서 Al 박막의 배향성, 면저항을 조사하였고, $400^{\circ}C,\;N_2$ 분위기에서 열처리하면서 면저항의 변화를 조사하였다. Ti만을 Al의 underlayer로 사용한 경우, Ti두께가 10nm 이상이면 우수한 Al <111> 배향성을 나타냈으며 Al-Ti 반응 때문에 열처리 후 Al 배선의 면저항이 크게 상승하였다. Ti와 Al사이에 TiN을 적용함에 의해 Al <111> 배향성은 나빠지나 Al-Ti 반응에 의한 면저항의 증가는 억제할 수 있었다. Ti/TiN underlayer의 경우, 우수한 Al <111> 배향성을 확보하기 위한 Ti의 최소두께는 20nm이었고, Al-Ti 반응을 억제하기 위한 TiN의 최소두께는 20nm이었다.

• 한국재료학회지
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• 제12권11호
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• pp.889-893
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• 2002

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.

• ETRI Journal
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• 제13권4호
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• pp.58-69
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• 1991

고집적회로에서 A1 금속공정의 diffusion barrier로 널리 사용되는 titanium nitride의 성질을 조사하였다. 실제 회로 구조의 열적 안정성을 관찰하기 위하여 준비된 TiN/Ti다층 barrier를 $600^{\circ}C$까지 열처리하여 x-ray photoelectron spectroscopy (XPS), cross-sectional transmission electron microscopy(XTEM) 등으로 분석하였다. 열처리 온도가 증가됨에 따라 oxygen은 TiN 층의 표면과 pure-Ti 층에 pile up 된다. TiN 층의 표면에서는 $600^{\circ}C$열처리시 TiN이 분해되어 완전히 $TiO_2$가 형성되며, TiN 층 내에서는 oxygen 함량은 열처리 온도의 증가에 따라 커지고 이때 형성되는 Ti-oxide는 $TiO_2$ 보다 TiO, $Ti_2$$O_3$ 상태로 존재하게 된다. Pure-Ti 층은 열처리시 두개의 층으로 나누어 지는 데, 표면에서 침투하는 oxygen과 pure-Ti이 반응하여 Ti-oxide 층이 생기며 실리콘 기판과의 반응으로 Ti-silicide를 형성한다. $600^{\circ}C$에서 모든 Ti 층이 반응으로 소모되고 열적 stress, Ti-silicide의 grain growth, oxygen의 침입으로 TiN 층에 blistering이 발생한다.

• 한국재료학회지
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• 제5권1호
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• pp.140-148
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• 1995

Transfer matrix를 사용하여 $TiO_{2}$ 및 Ag 단일 박막과 $TiO_{2}/Ag/TiO_{2}$ 다층 박막의 두계에 따른 투과도 특성을 예측하였으며, 이를 실제 스퍼터 증착하여 제조한 박막의 광학 특성과 비교하였다. $TiO_{2}$ 및 Ag 박막에서는 복소굴절률을 사용하므로써 실제 증착박막에서 측정된 특성과 근접한 투과도 곡선의 예측이 가능하였다. $TiO_{2}/Ag/TiO_{2}$ 3층 박막의 광학 특성은 Ag의 $TiO_{2}$층으로의 확산 및 응집에 의해 transfer matrix로 예측한 투과도 특성과 전혀 다른 거동을 나타내었다. 그러나 4nm 및 6nm 두계의 Ti 박막을 확산방지층으로 증착한 Ti$O_{2}$/Ti/Ag/Ti/Ti$O_{2}$ 구조의 5층 박막에서는 transfer matrix를 사용하여 예측한 $TiO_{2}/Ag/TiO_{2}$ 3층 박막의 투과도 곡선과 유사한 광학 특성을 얻을 수 있었다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2014년도 추계학술대회 논문집
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• pp.192-192
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• 2014

TiN, Ti(C,N), TiAlSiN, TiZrAlN, TiAlCrSiN 박막을 제조한 후, 이 들의 고온산화 특성을 SEM, EPMA, TGA, TEM, AES 등을 이용하여 조사하고, 산화기구를 제안하였다. 산화속도, 생성되는 산화물의 종류와 분포는 박막의 조성, 산화온도, 산화시간에 따라 변하였다.

• 한국재료학회지
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• 제27권11호
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• pp.603-608
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• 2017

$Si_3N_4$와 Ti 또는 TiAl 합금을 $900^{\circ}C$에서 확산쌍을 제조하여 분석하고, 확산층의 분석을 통하여 생성된 층마다의 조성을 분석하여 각 원소들의 확산 경로 및 속도를 비교 하였다. $Si_3N_4/Ti$의 확산 쌍의 확산 경로는 $Si_3N_4/Ti_5Si_3+TiN/TiN/Ti$로 나타났고, Ti 측면에서 TiN층이 생성 되었음으로 N의 확산 속도가 Si 보다 빠름을 알 수 있었다. $Si_3N_4/TiAl$ 합금의 확산쌍은 $Si_3N_4/Ti$ 사이의 확산쌍과는 다르게 Si, N, Ti, Al 의 각 원소 마다의 확산 속도 차이로 인하여 확산 경로는 $Si_3N_4/TiN(Al)/Ti_3Al/TiAl$ 상으로 나타났다. 상태도를 통하여 생성된 확산쌍의 확산경로를 파악한 결과, 확산경로의 요구사항을 모두 만족하였다. $Si_3N_4/Ti$ 확산에서 Ti를 이용한 적분확산 계수는 $Ti_5Si_3$, TiN에서 $2.18{\times}10^{-16}m^2/sec$, $2.19{\times}10^{-16}m^2/sec$, $Si_3N_4/TiAl$ 확산 쌍에서 Ti를 이용한 적분확산 계수는 각각 TiN(Al) 상에서 $2.88{\times}10^{-16}m^2/sec$, $Ti_3Al$ 상에서 $1.48{\times}10^{-15}m^2/sec$으로 나타났다. 본 연구는 $Si_3N_4$와 Ti 및 TiAl의 계면 반응을 분석한 결과로서 $Si_3N_4$ 상을 이용한 확산반응의 기초자료로 사용될 수 있을 것으로 사료된다.