• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.46 no.5
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• pp.467-471
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• 2009

Effects of boron and carbon on the densification and thermal decomposition of an AlN-SiC-$TiB_2$ system were investigated. $SiO_2$ was mostly removed by the addition of carbon, while $Al_2O_3$ formed $Al_4O_4C$ and promoted the densification of the systems above $1850^{\circ}C$. Rather porous specimens were obtained without the additives after hot pressing at $2100^{\circ}C$, while densification was mostly completed at $2000^{\circ}C$ by using the additives. The sintering temperature decreased further to $1950^{\circ}C$ by applying spark plasma sintering. The additives promoted the shrinkage of AlN by forming a liquid phase which was originated from the carbo- and boro-thermal reduction of $Al_2O_3$ and AlN.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2006.04a
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• pp.12-12
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• 2006

• Journal of Welding and Joining
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• v.18 no.5
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• pp.105-111
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• 2000

The wear behavior of thermal sprayed AlSiMg-40TiC composite coatings were studied as a function of load and sliding velocity under unlubricated conditions. Experiments were performed using a block-on-ring(WC-6wt%/Co, Hv 1500) type. The tests were carried out a various load(30∼ 125.5N) and sliding velocity(0.5∼2.0m/s). Three wear rate regions were observed in the AlSiMg-40TiC composite coatings. The wear rate in region I at low load (less then 8N( were less than 1×{TEX}$10^{-5}${/TEX}㎣/m. Low wear rates in region I resulted from the load-bearing capacity of TiC particles. The transition from region I to II occurred when the applied load exceeded the fracture and pull-out strength of the particles. The TiC fractured particles trapped between the specimen and the counterface acted as third-body abrasive wear. The subsurface layer worn surface in region II was composed of the mechanically mixed layer (MML). The wear rate increase abruptly above a critical load (region III). The high wear rate in region III was induced by frictional temperature and involves massive surface damage.

• The Korean Journal of Ceramics
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• v.5 no.4
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• pp.317-323
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• 1999

Si3N4-TiC composites have been known as electrically conductive ceramics. $Si_3N_4-TiC$ composites with 2 wt% $Al_2O_3$ and 4 wt% $Y_2O_3$ were hot pressed in $N_2$ environment. The mechanical properties including hardness, fracture toughness, and flexural strength and tribological properties were investigated as a function of TiC content. $Si_3N_4-40$ vol% TiC composite was hot pressed at $1,750^{\circ}C$, $1,800^{\circ}C$, and $1,850^{\circ}C$ for 1, 3 and 5 hours in $N_2$ gas. Mechanical and tribolgical properties depended on microstructures, which were controlled by hte TiC content, hot press temperature, and hot press holding time. However, mechanical properties and tribological behaviors were degraded by the chemical reaction between TiC and N. The chemically reacted products such as TiCN, SiC, and $SiO_2$ were detered by the X-ray diffraction analysis.

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.25 no.3
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• pp.231-236
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• 1988

In order to investigate the effect of second phase on $Al_2O_3$ matrix, SiC particles were dispersed in $Al_2O_3$ matrix as a second phase over the content range of 5 vol.% to 20 vol.%. To this mixture, $Y_2O_3$ or $TiO_2$ powders were added as a sintering additive before isostatically pressing and pressurelessly sintering at 180$0^{\circ}C$ for 90 min in $N_2$ atmosphere. With increasing SiC content, relative densities of composites were decreased but mechanical properties of composites were improvjed. In the case of adding $Y_2O_3$ as a sintering additive, maximum values of flexural strength, hardness and fracture toughness were 525 MPa, 17.1 GPa, 4.1 MPa.m1/2 respectively. In the case of adding X$TiO_2$ as a sintering additive, maximum values of flexural strength, hardness were 285 MPa, 12.1 GPa respectively. Improved mechanical properties were found to be the results of grain growth control of $Al_2O_3$ matrix and crack deflection by the second phase SiC particles.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.2 no.6
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• pp.408-416
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• 1992

Stable TiS$i_2$was formed by RTA on single-Si and on poly-Si. Subsequently, an Al-1% Si layer with 600-nm thick was deposited on top of the TiS$i_2$, Finally, the specimens were annealed for 30min at 400-60$0^{\circ}C$in $N_2$ambient. The thermal stability of Al-1% Si/TiS$i_2$bilayer and interfacial reaction were investigated by measuring sheet resistance, Auger electron spectroscopy (AES), and scanning electron microscopy (SEM). The composition and phase of precipitates formed by the reaction of Al-1% Si with Ti-silicide were studied by energy dispersive spectroscopy (EDS), X-ray diffraction (XRD). In the case of single-Si substrate the reaction of Al-1% Si layer with TiS$i_2$layer resulted in precipitates, consuming all TiS$i_2$layer at 55$0^{\circ}C$. On the other hand, the disappearance of TiS$i_2$on poly-Si occurred at 50$0^{\circ}C$ and more precipitates were formed by the reaction of Al-1% Si/TiS$i_2$on potty-Si substrate than those of the reaction on single-Si substrate. This phenomenon resulted from the fact that Ti-silicide formed on poly-Si was more unstable than on single-Si by the effect of grain boundary. By EDS analysis the precipitates were found tobe composed of Ti, Al, and Si. X-ray diffraction showed the phase of precipitates to be theT$i_7$A$l_5$S$i_12$ternary compound.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2007.06a
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• pp.263-264
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• 2007

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2000.02a
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• pp.123-123
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• 2000

선폭이 초미세화됨에 따라 게이트 전극에서의 공핍 현상 및 불순물 확산의 물제를 갖는 poly-Si 게이트를 대체할 전극 물질로 텅스텐(W)이 많이 연구되어 왔다. 반도체 소자의 배선물질로 일찍부터 사용되어온 텅스텐은 내화성 금속의 일종으로 용융점이 높고, 저항이 낮다. 그러나, 일반적으로 사용되고 있는 CVD에 의한 텅스텐의 증착은 반응가스(WF6)로부터 오는 불소(F)의 게이트 산화막내로의 확산으로 인해 MOS 소자가 크게 열화될수 있다. 본 연구에서는 W/TiN 이중 게이트 전극 구조를 갖는 MOS 캐패시터를 제작하여 전기적 특성을 살펴보았다. P-Type (100) Si위에 RTP를 이용, 85$0^{\circ}C$에서 110 의 열산화막을 성장 및 POA를 수행한 후, 반응성 스퍼터링법에 의해 상온, 6mTorr, N2/Ar=1/6 sccm, 100W 조건에서 TiN 박막을 150, 300, 500 의 3그룹으로 증착하였다. 그 위에 LPCVD 방법으로 35$0^{\circ}C$, 0.7Torr, WF6/SiH4/H2=5/5~10/500sccm 조건에서 2000~3000 의 텅스텐을 증착하였다. Photolithography 공정 및 습식 에칭을 통해 200$\mu\textrm{m}$$\times$200$\mu\textrm{m}$ 크기의 W/TiN 복층 게이트 MOSC를 제작하였다. W/TiN 복측 게이트 소자와 비교분석하기 위해 같은 조건의 산화막을 이용한 알루미늄(Al) 게이트, 텅스텐 게이트 MOSC를 제작하였다. 35$0^{\circ}C$에서 증착된 텅스텐 박막은 10~11$\Omega$/ 의 면저항을 가졌고 미소한 W(110) peak값을 나타내는 것으로 보아 비정질 상태에 가까웠다. TiN 박막의 경우 120~130$\Omega$/ 의 면저항을 가졌고 TiN (200)의 peak 값이 크게 나타난 반면, TiN(111) peak가 미소하게 나타났다. TiN 박막의 두께와 WF/SiH4의 가스비를 변화시켜가며 제작된 MOS 캐패시터를 HF 및 QS C-V, I-V 그리고 FNT를 통한 전자주입 방법을 이용하여 TiN 박막의 불소에 대한 확산 방지막 역할을 살펴 보았다. W/TiN 게이트 MOS 소자는 모두 순수 텅스텐 게이트보다 우수하였고, Al 게이트와 유사한 전기적 특성을 보여주었다. W/TiN 게이트 MOS 소자는 모두 순수 텅스텐 게이트보다 우수하였고, Al 게이트와 유사한 전기적 특성을 보여주었다. TiN 박막이 300 , 500 이고 WF6/SiH4의 가스비가 5:10인 경우 소자 특성이 우수하였으나, 5:5의 경우에는 FNT 전자주입 특성이 열화되기 시작하였다. 그리고, TiN박막의 두께가 150 으로 얇아질 경우에는 WF6/SiH4의 가스비가 5:10인 경우에서도 소자 특성이 열화되기 시작하였다. W/TiN 복층 게이트 MOS 캐패시터를 제작하여 전기적인 특성 분석결과, 순수 텅스텐 게이트 소자의 큰 저전계 누설 전류 특성을 해결할 수 있었으며, 불소확산에 영향을 주는 조건이 WF6/SiH4의 가스비에 크게 의존됨을 알 수 있었다. TiN 박막의 증착 공정이 최적화 될 경우, 0.1$\mu\textrm{m}$이하의 초미세소자용 게이트 전극으로서 텅스텐의 사용이 가능할 것으로 보여진다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 1999.07a
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• pp.163-163
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• 1999

MOSFET, MESFET 그리고 MODFET는 Logic ULSIs, high speed ICs, RF MMICs 등에서 중요한 역할을 하고 있으며, 그것의 gate electrode, contact, interconnect 등의 물질로는 refractory metal을 이용한 CoSi2, MoSi2, TaSi2, PtSi2, TiSi2 등의 효과를 얻어내고 있다. 그중 TiSi2는 비저항이 가장 낮고, 열적 안정도가 좋으며 SAG process가 가능하므로 simpler alignment process, higher transconductance, lower source resistance 등의 장점을 동시에 만족시키고 있다. 최근 소자차원이 scale down 됨에 따라 TiSi2의 silicidation 과정에서 C49 TiSi2 phase(high resistivity, thermally unstable phase, larger grain size, base centered orthorhombic structure)의 출현과 그것을 제거하기 위한 노력이 큰 issue로 떠오르고 있다. 여러 연구 결과에 따르면 PAI(Pre-amorphization zimplantation), HTS(High Temperature Sputtering) process, Mo(Molybedenum) implasntation 등이 C49를 bypass시키고 C54 TiSi2 phase(lowest resistivity, thermally stable phase, smaller grain size, face centered orthorhombic structure)로의 transformation temperature를 줄일 수 있는 가장 효과적인 방법으로 제안되고 있지만, 아직 그 문제가 완전히 해결되지 않은 상태이며 C54 nucleation에 대한 physical mechanism을 밝히진 못하고 있다. 본 연구에서는 증착 시 기판온도의 변화(400~75$0^{\circ}C$)에 따라 silicon 위에 DC/RF magnetron sputtering 방식으로 Ti/Si film을 각각 제작하였다. 제작된 시료는 N2 분위기에서 30~120초 동안 500~85$0^{\circ}C$의 온도변화에 따라 RTA법으로 각각 one step annealing 하였다. 또한 Al을 cosputtering함으로써 Al impurity의 존재에 따른 영향을 동시에 고려해 보았다. 제작된 시료의 분석을 위해 phase transformation을 XRD로, microstructure를 TEM으로, surface topography는 SEM으로, surface microroughness는 AFM으로 측정하였으며 sheet resistance는 4-point probe로 측정하였다. 분석된 결과를 보면, 고온에서 제작된 박막에서의 C54 phase transformation temperature가 감소하는 것이 관측되었으며, Al impuritydmlwhswork 낮은온도에서의 C54 TiSi2 형성을 돕는다는 것을 알 수 있었다. 본 연구에서는 결론적으로, 고온에서 증착된 박막으로부터 열적으로 안정된 phase의 낮은 resistivity를 갖는 C54 TiSi2 형성을 보다 낮은 온도에서 one-step RTA를 통해 얻을 수 있다는 결과와 Al impurity가 존재함으로써 얻어지는 thermal budget의 효과, 그리고 그로부터 기대할 수 있는 여러 장점들을 보고하고자 한다.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.7 no.2
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• pp.141-149
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• 1998

The W thin films were deposited on Si3N4 by a PECVD technique. The effects of substrate temperature and gas flow ratio on the properties of the W films were investigated. The deposition of W films were limited by surface reaction at the temperature range of 150>~$250^{\circ}C$, W films had the deposition rate of 150~530 $\AA$/min and stress of 0.85~$14.35\times10 ^9 \textrm {dynes/cm}^2}$ at various substrate temperatures and $SiH_4/WF_6$ flow ratios. $SiH_4/WF_6$ flow ratio affected the deposition rate and stress of the W films, expecially, excessive flow of SiH4 abruptly changed the structure, chemical bonding, and stress of the W films. Among the deposited W films on TiN, Ti, Mo, NiCr and Al adhesion layer, the one on the Al had the best adhesion property.