• 센서학회지
• /
• 제1권2호
• /
• pp.173-181
• /
• 1992

RP 반응성 스펏터링으로서 P형 실리콘 웨이퍼위에 $Ta_{2}O_{5}$막을 제조하였다. 시편의 구조 및 조성은 XRD와 AES로 조사하였다. 산소의 혼합비가 10%일 때 C-V 특성으로부터 구한 $Ta_{2}O_{5}$막의 비유전률은 10-12이었다. AES와 RBS로 측정한 $Ta_{2}O_{5}$막의 Ta : O의 비는 각각 1 : 2와 1 : 2.49로 나타났으며, 산소분위기에서 $700^{\circ}C$의 열처리 온도에서 결정성장이 시작되었다. 산소분위기에서 $1000^{\circ}C$로 열처리한 $Ta_{2}O_{5}$막의 비유전률값은 20.5였으며, 질소분위기에서 열처리한 경우의 비유전률값은 23으로 나타났다. 이 때 가육방전계(pseudo hexagonal ${\delta}-Ta_{2}O_{5}$)의 결정구조를 나타내었다. 시편의 ${\Delta}V_{FB}$와 누설전류밀도는 산소의 혼합비가 증가함에 따라 감소하였다. 그리고 최대절연파괴전장은 산소가 10% 혼합되었을 때 2.4MV/cm로 나타났다. 이러한 $Ta_{2}O_{5}$막은 수소이온 감지막 및 기억용소자의 게이트 절연막 등에 응용될 수 있을 것이다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
• /
• pp.132-132
• /
• 2016

기계 가공품의 정밀화, 경량화 요구로 난색재로 분류되는 비철분야 및 복합재 가공용 공구개발에 대한 수요가 급증하고 있으나, 기존 난삭재 가공 시 절삭공구의 마모가 빠르고, 상대재의 융착 불량 등이 공구 수명 감소의 주요 영향으로 보고된다. 상기문제를 해결하기 위해 절삭가공 공정 중 과다한 절삭유의 사용에 따른 가공비용, 에너지소모 증가, 환경오염 등으로 절삭유의 최소화 또는 절삭유를 사용하지 않는 표면처리기술등의 친환경 가공기술의 개발이 필요하다. 내융착 및 내마모 특성 향상을 위한 표면코팅 방법으로 수소가 포함되지 않은 고경도 비정질 카본 (ta-C)이 있으나, ta-C 코팅 막은 경도 30 - 80 GPa, 잔류응력 3 - 10 GPa 범위로 일반 경질 코팅 막 (AlTiN, TiSiCrN : 평균 3 GPa)에 비해 높고 산업적 활용이 가능한 0.5 - 1.5 um 두께 수준의 후막화가 힘들어 매우 우수한 절삭공구용 코팅 막 특성에도 불구하고 적용사례가 매우 적다. 따라서, 본 연구에서는 아크플라즈마 방식 (Filtered Cathode Vacuum Arc Plasma, FCVA)을 활용한 고경도/무수소 카본 코팅 막을 후막형태로 증착하여 비철금속가공용 절삭 공구류의 수명향상 기법을 제시하고자 한다. ta-C 코팅 막의 기초 공정개발 단계에서는 바이어스 전압, 공정시간을 달리하여 ta-C 코팅 막의 기계적 물성(경도: $50{\pm}3GPa$, 잔류응력: $6{\pm}1GPa$, 밀착력: 30N 이상 및 트라이볼로지 특성: 마찰계수 0.1 이하, 마멸량: $1.85{\times}10-14mm^3$)을 확보하여 절삭공구로의 공정실용화 적용검토를 실시하였다. ta-C 코팅 막은 (1) WC 공구 및 기존 상용품인 (2) TiAlN/TiN/WC 구조에 대해 증착을 실시하였으며 코팅 막의 두께 변화에 따른 실제 절삭환경에서의 내수명 관측을 진행하였다. 시험결과, ta-C/WC의 단일막 구조인 절삭공구의 경우, 실제 절삭환경에서 쉽게 박리가 발생하여 코팅 막으로서의 효과를 나타내지 못하였다. 이는, 기초 공정개발 단계에서의 밀착력 기준이 실제 환경과 부합하지 않는 것을 의미하며 추후 공정개선을 통해 극복하고자 한다. 반면에, 상용품인 (2) TiAlN/TiN/WC 구조의 절삭공구 대비 ta-C/TiAlN/TiN/WC 구조에서 내수명 증가는 약 2.5배 (기존 300회, 코팅 후 800회)로 증가하였으며 ta-C 코팅 막의 두께가 $0.6-0.8{\mu}m$일 때 최대치를 취한 후 감소하였다. 이를 통해, 절삭공구로의 ta-C 코팅 막 효과는 최외각 층의 두께 범위와 모재 강도보강을 할 수 있는 적절한 중간층 막 (TiN/TiAlN 층)이 혼합되어 나타난 것으로 사료되며 현재 산업계로의 적용을 위한 대량생산용 코팅장비의 개발 및 비용절감을 위한 공정개발이 진행 중이다.

• Tribology and Lubricants
• /
• 제38권6호
• /
• pp.255-260
• /
• 2022

This research presents tetrahedral amorphous (ta-C) coating on the artificial tooth for improving the durability and functionality (esthtics, foreign body of tooth) by filtered cathodic vacuum arc (FCVA). A differentiated coating method is required for a ta-C coating on polymer owing to the low melting point of the polymer, inter-facial adhesion, low friction, and non-conductivity. Herein, ta-C coating is applied below 50℃, and the potential difference of the carbon plasma drawn to the substrate was controlled by applying a positive duct bias voltage without using a substrate bias voltage. Consequently, the ta-C coating with a thickness of 70nm using the duct bias condition of 20V with the highest plasma intensity satisfies the esthetics of the artificial tooth and had a 5B level of inter-facial adhesion. In addition, the composite hardness of ta-C/polymer is 380 MPa, and correlations with esthetics, sp³ bonding, and mechanical properties. The friction coefficient (CoF) of the ta-C coating in a water-lubricated environment is 0.07, showing a six-fold reduction in CoF compared with that of a polymer.

• 열처리공학회지
• /
• 제30권2호
• /
• pp.53-60
• /
• 2017

The aim of this study is to examine a feasibility to substitute Ti for Ta in reduced activation ferritic/martensitic (RAFM) steel by comparing a Ti-added RAFM steel with a conventional Ta-added RAFM steel. The microstructures and mechanical properties of Ta-, and Ti-added RAFM steels were investigated and a relationship between microstructures and mechanical properties was considered based on quantitative analysis of precipitates in two RAFM steels. Ta-, and Ti-added RAFM steels were normalized at $1000{\sim}1040^{\circ}C$ for 30 min and tempered at $750^{\circ}C$ for 2 hr. Both RAFM steels had very similar microstructures, that is, typical tempered martensite with relatively coarse $M_{23}C_6$ carbides at boundaries of grain and lath, and fine MX precipitates inside laths. The MX precipitates were identified as TaC in Ta-added RAFM steel and TiC or (Ti, W)C in Ti-added RAFM steel, respectively. It is believed that these RAFM steels show similar tensile and Charpy impact properties due to similar microstructures. Precipitate hardening and brittle fracture strength calculated with quantitative analysis of precipitates elucidated well the similar behaviors on the tensile and Charpy impact properties of Ta-, and Ti-added RAFM steels.

• 한국분말야금학회:학술대회논문집
• /
• 한국분말야금학회 2006년도 Extended Abstracts of 2006 POWDER METALLURGY World Congress Part 1
• /
• pp.352-353
• /
• 2006

The effect of TiC content on oxidation behavior of the sintered WC-TiC-TaC alloys with 2 mass% TaC and different TiC amounts of 3-45 mass% was investigated through oxidation tests in air at 973K. As a result of the tests, it was revealed that with increasing TiC content in the alloys, mass changes caused by oxidation and thickness of the scale decreased. Thus, it is considered that the main component of the scales changed gradually from $WO_3$ to $TiO_2$ with increasing TiC content in the alloys, and oxygen diffusion through the scale to the alloys was inhibited gradually.

• 한국재료학회지
• /
• 제10권3호
• /
• pp.199-203
• /
• 2000

세라믹 타겟인 Ta$_2$O(sub)5을 장착한 rf-마그네트론 스퍼터를 이용하여 Ta$_2$O(sub)5 완충층을 증착하고, Sr(sub)0.8Bi(sub)2.4Ta$_2$O(sbu)9 용액을 사용하여 MOD 법에 의해 SBT 막을 성장시킨 metal/ferroelectric/insulator/semiconductor (MFIS) 구조인 Pt/SBT/Ta$_2$O(sub)5/Si 구조의 Ta$_2$O(sub)5 완충층 증착시의 $O_2$유량비, Ta$_2$O(sub)5 완충층 두께에 따른 전기적 특성을 조사하였다. 그리고 Ta$_2$O(sub)5 박막의 완충층으로써의 효과를 확인하기 위해 Pt/SBT/Ta$_2$O(sub)5/Si 구조와 Pt/SBT/Si 구조의 전기적 특성을 비교하였다. Ta$_2$O(sub)5 완충층 증착시의 $O_2$유량비가 0%일 때는 전형적인 MFIS 구조의 C-V 특성을 얻지 못하였으며, 20%의 $O_2$유량비일 때 가장 큰 메모리 윈도우 값을 얻었다. 그리고 $O_2$유량비가 40%, 60%로 증가할수록 메모리 윈도우는 감소하였다. Ta$_2$O(sub)5 완충층의 두께의 변화에 대한 C-V 특성에서는 36nm의 Ta$_2$O(sub)5 두께에서 가장 큰 메모리 값을 얻었다. Pt/SBT/Si 구조의 메모리 윈도우 값과 누설전류 특성은 Pt/SBT/Ta$_2$O(sub)5/Si 구조의 값에 비해 크게 떨어졌으며, 따라서 Ta$_2$O(sub)5 막이 우수한 완충층으로써의 역할을 함을 알았다.

• 한국자기학회지
• /
• 제3권4호
• /
• pp.314-319
• /
• 1993

Co-12at%Cr-2at%Ta/Cr-X 자성박막의 자기적성질과 미세구조에 미치는 첨가원소 X(X=Si, Mo, Cu, Gd)의 영향에 대해 조사하였다. Cr-X 하지층 및 CoCrTa 자성층의 두께는 각각 $1000~2000\AA$과 $200~800\AA$이었으며, 기판온도는 $100~200^{\circ}C$로 변화시켰다. Cr-X 하지층은 순수한 Cr 하지층에 비하여 보자력이 100 Oe~200 Oe 이상 증가하였다. Cu는 Gd, Mo, Si보다 높은 보자력 을 나타내는 Cr-X 하지층의 첨가원소 였으며 CoCrTa/Cr-Cu 자성박막은 하지층두께 $1500\AA$과 자성층두께 $600\AA$에서 높은 보자력을 나타내었다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
• /
• 제26권8호
• /
• pp.1260-1264
• /
• 2005

Three new quaternary tantalum thiophosphates, $K_{0.18}TaPS_6,\;K_{0.28}TaPS_6,\;and\;Rb_{0.09}TaPS_6$ have been synthesized by using reactive alkali metal halide fluxes and structurally characterized by single crystal X-ray diffraction techniques. The crystal structures of $K_{0.18}TaPS_6,\;K_{0.28}TaPS_6,\;and\;Rb_{0.09}TaPS_6$ contain 3-dimensional open framework anions, $[TaPS_6]^{x-}$(x = 0.09, 0.18, 0.28) with the empty channel which disordered alkali metal cations, $K^+\;and\;Rb^+$ are located in. Crystal data: $K_{0.18}TaPS_6$, tetragonal, space group$I4_1$/acd (no. 142), a=15.874(3) $\AA$, c=13.146(4) $\AA$, V=3312.7(12) ${\AA}^3$, K, Z=16, R1=0.0545. Crystal data: $K_{0.28}TaPS_6$, tetragonal, space group $I4_1$/acd (no. 142), a=15.880(2) $\AA$, c=13.134(3) $\AA$, V=3312.1(10) ${\AA}^3$, Z=16, R1=0.0562. Crystal data: $Rb_{0.09}TaPS_6$, tetragonal, space group I41/acd (no. 142), a=15.893(3) $\AA$, c=13.163(4) $\AA$, V=3324.7(15) ${\AA}^3$, Z=16, R1=0.0432.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국전기전자재료학회 2006년도 하계학술대회 논문집 Vol.7
• /
• pp.122-124
• /
• 2006

Ta-Mo를 co-sputtering으로 증착하여 MOS-C(Capacitor)를 제작하였다. 열적 화학적 안정성을 판별하기 위해 $600^{\circ}C$, $700^{\circ}C$, $800^{\circ}C$ 에서 급속 열처리를 행하였고, C-V 측정으로 얻은 데이터로 평탄 전압, 일함수, EOT값을 계산 하였다. I-V 측정으로 누설 전류 특성을 파악 하였다. 위의 실험 데이터를 종합하여 폴리 실리콘 게이트를 대체할 차세대 게이트 물질로써 Ta-Mo 게이트 물질을 제안하였다.

• 대한전기학회논문지:전기물성ㆍ응용부문C
• /
• 제51권5호
• /
• pp.185-190
• /
• 2002

Capacitor material utilized in the downsizing passive devices and dynamic random access memory(DRAM) requires the physical and electrical properties at given area such as capacitor thickness reduction, relative dielectric constant increase, low leakage current and thermal stability. Common capacitor materials, $SiO_2$, $Si_3N_4$, $SiO_2$/$Si_3N_4$,TaN and et al., used until recently have reached their physical limits in their application to several hundred angstrom scale capacitor. $Ta_2O_{5}$ is known to be a good alternative to the existing materials for the capacitor application because of its high dielectric constant (25 ~35), low leakage current and high breakdown strength. Despite the numerous investigations of $Ta_2O_{5}$ material, there have little been established the clear understanding of the annealing effect on capacitance characteristic and conduction mechanism, design and fabrication for $Ta_2O_{5}$ film capacitor. This study presents the structure-property relationship of reactive-sputtered $Ta_2O_{5}$ MIM capacitor structure processed by annealing in a vacuum. X-ray diffraction patterns skewed the existence of amorphous phase in as-deposited condition and the formation of preferentially oriented-$Ta_2O_{5}$ in 670, $700^{\circ}C$ annealing. On 670, $700^{\circ}C$ annealing under the vacuum, the leakage current decrease and the enhanced temperature-capacitance characteristic stability. and the leakage current behavior is stable irrespective of applied electric field. The results states that keeping $Ta_2O_{5}$ annealed at vacuum gives rise to improvement of electrical characteristics in the capacitor by reducing oxygen-vacancy and the broken bond between Ta and O.