극저탄소 알루미늄 킬드강내에 합금원소로 첨가된 Al, Ti, Nb, B등은 열처리 공정중 질화물이나 탄화물로 석출되어 강의 재결정집합조직을 변화시킴으로써 강판재의 디입드로잉 특성에 결정적인 영향을 미친다. 본 연구에서는 Ti및 Nb를 단독으로 또는 동시에 첨가한 데 이어, B, P, Si 및 Mn등을 추가로 첨가한 극저탄소 고강도 강판의 집삽조직에 미치는 질화물, 탄화물과 같은 미세 석출물의 영향을 TEM, SEM, 광학현미경분석에 의하여 조사하였다. Nb 및 Ti를 동시에 첨가한 강에서는 미세한 Nb2C 및 Ti2AIN가 주로 석출되는 반면, Nb를 단독으로 첨가한 강에서는 미세한 AIN 및 조대한 BN이 석출되고,Ti를 단독으로 첨가한 강에서는 비교적 조대한 Ti4N3및 조대한 N10N22/Ti68이 석출되는 것으로 관찰되었다. 또한 이러한 탄질화물들의 석출에 의하여 세 강이 서로 다른 결정입도를 나타내는데, 결정입도는 Nb 및 Ti동시첨가강과 Nb단독첨가강이 서로 비슷하고, Ti단독첨가강이 가장 큰 것으로 나타났다.

플라즈마 아크 용해에 의해 0.31-1.14at%Hf과 0.08-1.00at%C의 조성을 갖는 Mo시편을 제조하여, 열처리에 따른 미세조직 변화를 광학현미경, AES(Auger Electron Spectroscopy)및 투과전자현미경(TEM)으로 조사하였다. 산소함량이 약 830ppm인 초기분말을 압분체로 성형하여 용해한 결과, 산소함량 약 40-130ppm의 시편으로 제조할 수 있었으며, 이때 Hf및 C의 첨가량이 증가할수록 시편의 결정립은 미세화되었다. Mo-1.14at% Hf-1.00at % C 조성의 시편을 열처리한 결과 1300˚C에서 결정립내의 편상의 β-Mo 탄화물(molybdenum carbide)이 열역학적으로 더욱 안정한 α-Mo 탄화물로 변태되기 시작하고, 1400-1500˚C온도 구간에서는 급내에 의해 고용되어 있던 Hf과 C이 반응하여 미량의 Hf탄화물이 석출되었으며, 1500˚C에서는 결정립계에 Hf 탄화물이 편석되었다. 1500-1700˚C에서는 결정립계에 편석된 Hf탄화물이 분해되고 열역학적으로 더욱 안정한 Hf 산화물(Hafnium oxide)이 석출되었으며, 결정립내에도 미세한 Hf 산화물이 석출되었다.

AI킬드한 극저탄소강에 Ti, Nb등의탄화물 또는 질화물 형성원소를 첨가하면 우수한 디프드로잉특성과 내시효성을 나타내는 강판을 얻을 수 있다고 알려져 있으므로 본 연구에서는 Ti및 Nb를 단독 또는 동시에 첨가하거나 B를 추가로 첨가한 고강도 극저탄소 강판을 제조하여 각각의재결정 집합조직과 기계적 성질을 측정비교하여 보았다. 역극점도에 나타난 집합조직강도의 변화를 조사한 결과 어닐링처리에 의하여 (100)면 강도와 (111)면 강도의 변화가 가장 많이 나타난 것은 Nb첨가강이며, Nb와 Ti를 단독으로 첨가한 강과 Ti를 단독으로 첨가한 강은 변화정도가 비슷하였다.극점도를 비교하면,Nb와 Ti를 동시에 첨가한강, Nb를 단독으로 첨가한 강 그리고 Ti를 단독으로 첨가한강 모두 냉간 압연한 상태에서는112<110>집합조직이 발달하였으며 어닐링처리한 후에는 111<112>집합조직이 잘 발달하였다. 그러나 세 종류의 강간에 집합조직의 차이는 별로 없었다. 결정립도와 관계가 깊은 경도에서는 결정립도가 가장 작은 Nb 및 Ti동시첨가강에서 경도가 가장 높고, Nb단독첨가강, Ti단독첨가강의 순서로 감소하는 경향을 보였다.

반응성 스팟터법에 의하여 형성된 TiN막 표면상에 CVD 텅스텐막을 증착할 때 여러가지 전처리 실시에 따른 텅스덴의 핵 생성 양상의 변화를 비교 조사하였다. 먼저 Ar rf 스팟터에칭 전처리는 에칭 두께가 200A 이상일 때에는 잠복기와 증착속도를 증가시킨다. Ar 이온주입 전처리는 잠복기를 증가시켜 텅스텐의 핵 생성에는 불리한 효과를 나타내는 반면, 증착속도는 증가시킨다. 또한 SiH4flushing 전처리는 TiN막 표면에서의 Si의 흡착을 용이하게 함으로써 잠복기를 약간 감소시키는 효과를 나타낸다.

형성방법이 다른 세종류의 TiN기판상에 CVD텅스텐막을 도포할 때의 W의 핵생성 양상을 비교조사하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 반응성 스팟터법에 의하여 형성한 TiN과 NH3분위기에서 RTP처리한 SiH4환원에 의하여 CVD-W막을 증착할 때, 증착속도(deposition rate)는 sputtered TiN>RTP TiN>annealed TiN의 순서로 감소하며, W 핵생성에 대한 잠복기는 sputtered TiN≤RTP TiN<annealed TiN의 순서로 증가하는 경향을 나타낸다. Annealed TiN의 경우에는 열처리공정중 질소분위기내에 불순물로 존재하던 산소가 TiN막내로 들어가 TiN막의 조성이 TiOxNY로 바뀌기 때운에 그 위에서 W의 핵성성이 어려워지고, 증착속도도 낮아진 것이다. RTP-TiN의 미세한 결정립구조는 W의 핵성성과 성장에 유리한 효과를 미치지만, 그것의 높은 압축응력이 W의 핵생성과 성장에 미치는 불리한 효과가 더 크기 때문에, RTP-TiN 기판상에 W를 증착할 경우가 sputtered TiN 기판상에 W를 증착할 경우보다 증착속도가 더 낮고, 잠복기도 더 긴 것으로 사료된다.

반경험적 퍼텐션 에너지 함수를 기초로한 스테틱스(statics) 시뮬레이션에 의하여 여러가지 형태의 C6클러스터들의 결합길이, 결합각 및 에너지를 구한 결과 C6의 평형구조는 정 6각형임을 발견하였다. 직선형과 사이클형의 C7-C10구조에 대해서도 결합길이, 결합각 및 에너지들을 구한 결과 정7각형, 정8각형, 정9각형 및 정10각형이 각각 직선형 구조보다 더 안정함을 발견하였다. 이 결과는 본 논문 1편에서 보고한 C2-C5의 평형구조가 직선형이라는 점과 관련시켜 볼 때 클러스터의 크기가 증가함에 따라 1차원적인 구조로부터 2차원적인 구조로 발전하며, 그 임계크기가 C6 임을 시사하는 것이다.

SiH4환원에 의한 선택성 CVD-W 공정에서 증착시간과 증착압력에 따른 W막 특성의 변화를 조사하였다. 300˚C, 100mtorr이하에서 W막이 Si기판 전면에 증착되는 데에 약 30초의 시간이 걸렸고, 증착시간에 따라 막 두께는 초기에는 직선적으로, 나중에는 포물선적으로 증가하였으며, 면저항은 초기에는 급히, 나중에는 서서히 감소하는 경향을 나타내었다. 50-300mtorr의 압력범위에서 압력의 증가에 따라 결정립도(grain size)는 별로 변하지 않았으나 결정립계(grain boundary)의 윤곽이 불확실해지는 경향을 나타내었다. 또한 이 압력범위에서는 α-W만 나타날 뿐 β-W의존재는 발견되지 않았다. 증차압력의 증가에 따라 W막의 증착속도가 증가하고, 비저항도 증가하는 경향을 보였다. AES 분석결과에 의하면, 증착압력온 Si/W의 조성비나 W/Si계면에서의 실리사이드화에는 큰 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다.

반경험적 포텐셜 에너지함수를 이용한 Statics 시뮬레이션에 의하여 C2-C5 클러스터들의 구조와 에너지들을 구하였다. 계산결과들에 의하면, C2-C5 의 가장 안정된 구조는 모두 직선형이었다. 또한 사방형(rhombic) C4 뿐만아니라, Y자형태의 C4도 직선형 C4와 매우 비슷한 에너지 값을 가짐을 발견하였다.

Morse potential을 변형한 2체항(2-body tem)과 Axilrod-Teller potential을 변형한 3체항(3-body tem)으로 구성된 포텐셜에너지 함수를 사용하여 C2-C6 cluster 동소체들의 에너지들의 에너지를 3체항 세기인자(3-body intensity factor)의 함수로 나타냄으로써 3체 인력의 기여도의 증가함에 따라 carbon cluster들의 구조는 open structure로부터 closed structure로, 또한 복잡한 구조로부터 단순한 구조, 즉 3차원적인 형태로부터 2차원 및 1차원적인 형태로 변해감을 알 수 있었다.