간행물
한국재료학회지 KCI 등재 SCOPUS Korean Journal of Materials Research
- 발행기관 한국재료학회
- 자료유형 학술지
- 간기 월간
- ISSN 2799-8525 (Print)2799-8681 (Online)
- 수록기간 1991 ~ 2024
- 주제분류 공학 > 재료공학 공학 분류의 다른 간행물
- 십진분류KDC 530DDC 620
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제5권 제1호 (1995년 2월) 15건
1.
1995.02
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Titanium oxide(TiO2) 박막을 금속 알콕사이드 물질인 (Ti(OC3H7)4(titanium isopropoxide)를 이용하여 p-Si(100) 기판위에 상압 화학 기상 증착법으로 증착시켰다. (TiO2) 박막의 증착기구는 단순경 계층 이론으로 잘 설명되었으며, 화학반응 지배 기구 영역에서 겉보기 활성화 에너지는 18.2kcal/mol이었다. 증착된 박막은 250˚C이상에서 anatase상의 결정질 박막이었으며, 고온에서 열처리를 했을 경우에 rutile상으로 전이하였다. 박막의 상전이에는 열처리 온도외에도 열처리 시간과 박막의 두께가 영향을 미쳤다. 정전용량-전압특성을 조사해 본 결과 전형적인 MOS 다이오드구조의 특성을 보였으며, 비유전율 상수는 약 80정도였다. 제조한 (TiO2) 박막의 열처리 공정 후에는 정전용량이 감소하였으며, 첨가물을 사용한 박막은 열처리 전과 같았다. 이때 VFB는 -0.5 ~ 1.5V였다. 전기전도 특성을 알아보기 위하여 전류-전압특성을 조사하였으며 증착된 박막의 전도기구는 hopping mechanism이었다. 전기적 특성을 개선하기 위해서 후열처리 방법과 박막 증착시 Nb, Sr을 첨가하였으며, 모두 누설전류의 감소와 정전파괴전압의 증가를 가져왔다.
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2.
1995.02
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3.
1995.02
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본 연구는 Mn-Al 합금계에서 τ상의 분율이 가장 높은 기준 조성을 결정하고 이 기준 조성중 Mn 원자의 일부를 Cu와 Fe 원자로 치환하였을 때 τ상의 안정성과 자기적 성질의 변화를 조사하엿다. Mn-Al 합금계에서 τ상의 분률과 자기적 특성이 가장 높은 조성은 Mn0.56Al0.44이었다. Mn0.56-XMxAl0.44 합금계의 결정구조는 M=Cu의 경우, 노냉시편과 소둔시편은 x ≤ 0.08 범위에서 τ상과 β-Mn상이 나타났고, 0.10 ≤ x ≤ 0.12 범위에서는 τ상과 κ상이 나타났으며, 0.15 ≤ 0.20 범위에서는 κ상만이 존재하였다. 급속응고시편은 x=0.04에서 ε상과 τ상이 공존하였고, x=0.06 및 x=0.08에서는 κ상과 τ상이 공존하였으며 x=0.12와 x=0.20에서는 κ 상만이 존재하였다. M=Fe의 경우, 노냉시편은 x< 0.08 범위에서 τ상, β-Mn상 및 γ2상이 나타났고, x > 0.10 범위에서는 κ상과 β-Mn</TEX>상이 나타났다. 급속응고시편은 x ≤ 범위에서는 ε상과 γ2상이 나타났지만, 미량의 τ상과 κ상도 존재함을 알 수 있었다. X=0.12와 x=0.20에서는 κ상만이 존재하엿다. Mn0.56Al0.44 합금에서 노냉시편과 소둔시편의 포화자화값은 40-45(emu/g)이었으며 curie 온도는 약 650K였다. 급속응고 시편의 포화자화값은 약 50-52(emu/g), Curie 온도는 약 644K엿다. 소둔시편 및 급냉리본 모두 큰 잔류자화/포화자화 비(~0.7)를 나타냈으며, 특히 급냉리본의 경우 77K에서 큰 잔류자화값(~48emu/g)을 보여주었다. Mn0.56-XMxAl0.44 합금계의 자기장에 따른 자화값의 변화는 강자성이 형태를 보여주었고 자화값은 강자성과 τ상과 κ상의 분율에 따라 결정되며 M=Cu일때, 최대자발자화값은 x=0.15에서 약 64.5(emu/g)이었다. M=Fe일 때 자화값은 x=0.15에서 최대자발자화값(σ0.0=66.4emu/g)이 나타났으며 τ상 영역에서의 값보다 높았다. Curie 온도는 M=Cu, Fe에 관계없이 x가 증가함에 따라 감소하였다.
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4.
1995.02
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5.
1995.02
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Ta2O5박막은 고유전율의 특성으로 차세대 DRAM캐패시터 물질로 유망받고 있는 물질이다. 본 연구에서는 p-type(100)Si 웨이퍼 위에 열 MOCVD 방법으로 Ta2O5박막을 성장시켰으며 기판온도, 버블러 온도, 반응압력의 조업조건이 미치는 영향을 고찰하엿다. 증착된 박막은 SEM, XRD, XPS, FT-IR, AES, TEM, AFM을 이용하여 분석하였으며 질소나 산소 분위기의 furnace 열처리 (FA)와 RTA(Rapid Thermal Annealing)를 통하여 열처리 효과를 살펴보았다. 반응온도에 따른 증착속도는 300 ~ 400 ˚C 범위에서 18.46kcal/mol의 활성화 에너지를 가지는 표면반응 율속단계와 400 ~ 450˚C 범위에서 1.9kcal/mol의 활성화 에너지를 가지는 물질전단 율속단계로 구분되었다. 버블러 온도는 140˚C일때 최대의 증착속도를 보였다. 반응압력에 따른 증착속도는 3torr에서 최대의 증착속도를 보였으나 굴절율은 0.1-1torr사이에 Ta2O5의 bulk값과 비슷한 2.1정도의 양호한 값이 얻어졌다. 400˚C에서 층덮힘은 85.71%로 매우 양호하게 나타났으며 몬테카를로법에 의한 전산모사 결과와의 비교에 의해서 부착계수는 0.06으로 나타났다. FT-IR, AES, TEM 분석결과에 의하여 Si와 Ta2O5 박막 계면의 산화막 두께는 FA-O2 > RTA-O2 ~ FA-N2 > RTA-N2 순으로 성장하였다. 하지만 질소분위기에서 열처리한 박막은 산소분위기의 열처리경우에 비해 박막내의 산소성분의 부족으로 인한 그레인 사이의 결함이 많이 관찰되었다.
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6.
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알콕사이드를 원료로 하고 용매로는 에탄올과 증류수를 사용하여 cordierite 분말을 제조하였다. 촉매로는 HCl을 사용하였다. 촉매의 양은 HCl/TEOS 몰비를 0.1, 0.3, 0.5mol/mol비로 각각 반응시켜 촉매의 양에 따른 합성된 분말의 특성을 조사하였다. 0.1 mol/mol비로 제조된 분말의 α-cordierite의 결정화 온도가 1050˚C인 반면 0.3 및 0.5mol/mol비로 제조된 분말의 α-cordierite 결정화 온도는 950˚C였다. 또한 0.1mol/mol비로 제조된 분말의 경우에서는 MgAl2O4상이 1300˚C까지 존재하였다. 그러나 0.3 및 0.5mol/mol비로 제조된 분말의 경우에서는 1300˚C에서 α-cordierite상만이 존재하였다.
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7.
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클러스터형의 다중 공정용 장치에 부착키 위해 제작된 콘택 산화막 식각용 공정모듈에 대한 적정 식각 공정조건을 확립하기 위해, Taguchi 방법을 활용하여 공정최적화 실험을 수행하였다. Taguchi 실험은 2회에 걸쳐 시행되었는데, 제1차 실험은 장비변수에 대한 식각공정변수의 개괄적 거동을 타진하기 위함이었고, 제2차 실험은 상세 공정조건 확립을 위해서였다. 실험 및 분석 결과 CHF3/CF4 가스유량은 72/8sccm, 공정압력은 50 mTorr, RF 전력은 500 Watts, 자계강도는 90 Gauss일때 최적 공정 성능을 발휘함을 알 수 있다.
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8.
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현재 계획중인 항공우주상업과 관련된 부품을 제조하여 생산하기 위해서는 사용된 재료가 설계요구조건에 적합한지가 평가되어야 한지만 국내에서는 항공기나 우주비행체를 개발한 경험이 없으므로 평가체제가 확립되어 있지 않다. 따라서 항공기 및 우주비행체의 내구성과 안전성확보에 필요한 재료의 인정방법을 정의할 필요가 있다. 본 기고에서는 항공우주 선진국에서 수행하고 있는 재료 및 가공공정의 합치성 결정에 필요한 특성시험을 고찰하고, 우주환경에 의한 재료특성 변화와 항고기용 복합재료 평가의 예를 제시하여, 국내의 항공우주용 재료 평가체제 확립의 기초가 되도록 하였다.
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9.
1995.02
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Al과 Si사이에서 Ti의 충진처리가 확산방지막 성능에 미치는 영향에 대해서 조사하였다. TiN의 충진처리는 450˚C의 N2 분위기에서 30분간 열처리함으로써 행하였다. TEM 분석을 통해 갓 증착된 TiN의 결정립 사이에는 약 10-20Å 정도의 고체물질이 없거나 TiN에 비해 밀도가 매우 낮은 공간이 존재함을 알 수 있었다. 또한 충진처리된 TiN의 경우에는 이러한 공간의 폭이 10Å 이하로 줄어듦을 알 수 있었다. RBS와 AES 분석에 의해 갓 증착된 TiN는 dir 7at.% 정도의 산소를 함유하고 있었고, 충진처리된 TiN는 약 10-15at.%의 산소를 함유하고 있었다. 갓 증착된 TiN와 충진처리된 TiN를 확산방지막으로 시험한 결과, 갓 증착된 TiN는 650˚C, 1시간의 열처리 후에 Al 스파이크와 Si 패임자국의 형성으로 이해 파괴되었다. 하지만 충진처리된 TiN의 경우에는 같은 열처리 조건에서 Al 스파이크나 Si 패임자국을 전혀 찾아볼수 없었다. 따라서, TiN의 충진처리가 Al과 Si사이에서 확산 방지막 성능을 크게 향상시켜주는 효과가 있음을 알 수 있었다. 이와 같은 충진처리 효과는 TiN의 결정립계의 간격이 줄어듦에 의해서 빠른 확산 경로인 결정립계를 통한 확산이 감소하는 것에 기인하는 것으로 이해된다.
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10.
1995.02
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30KV 전자빔리소그래피 장치를 사용하여 PMMA 3000Å/P(MMA/MAA) 6000Å의 이중구조에서 foot width 0.1μm이하, head width 0.4μm의 T-gate를 형성하였다. PMMA/P(MMA/MAA)/GaAS 구조에 대한 Monte Carlo 시뮬레이션 결과, 산란반경 0.1μm에서 전방산란전자와 후방산란전자의 에너지 비는 19.5:1로 나타났다. 전자빔리소그래피 공정에 필요한 PMMA 및 P(MMA/MMA)의 열처리 조건, 설게 선폭에 대한 패턴감도를 구하였다. MIBK : IPA = 1 : 1 현상액에 대한 PMMA 및 P(MMA/MAA)의 감마값(gamma value)은 2.3이었다. 광 및 전자빔리소그래피 장치의 혼합사용(mix-and-match) 결과 층간정렬도 (alignment accuracy)는 0.1μm(3σ) 이하를 얻었다.
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11.
1995.02
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준안정 Fe-Cr-Ni 3원 오스테나이트 STS강을 90% 냉간압연한 후 여러온도에서 어니링하여 얻은 가공유기 마르텐사이트(α')와 역변태 오스테나이트(γ)와의2상 혼합조직가에 있어서 기게적 성질과 γ안정도와의 관계를 조사하였다. 모든 강들은 90% 냉간압연에 의하여 거의 α'단상조직이 되었고, 변태된 α'는 773~873K의 온도범위에서 급격하게 γ로 역변태하였다. Cr과 Ni함량이 많을수록, 그리고 결정립 미세화에 의해서γ는 더욱 안정화하여 Ms 점의 저하를 초래하였다. Cr량을 적게하여γ를 불안정하게 함으로써 많은 α'를 품는 고강도, 고연성의 초미세립강이 얻어졌다.
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12.
1995.02
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13.
1995.02
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비공정조성 공정복합재료의 일방향응고시 나타나는 액상내의 자연대류가 응고후 공정복합재료의 조성에 미치는 영향을 조사하였다. 이를 위해 Al-Cu합금을 선택하여 액상내에서 발생되는 애류의 형태를 변화시키기 위하여 상향 및 하향 일방향응고를 실시하여 각 응고조건에 따른 공정복합재료의 Cu 용질농도를 측정하였으며, 일방향응고 중에 급냉응고하여 고액계면 전방의 용질농도분포와 열분석을 통해 온도분포를 실측하였다. 그 결과로 비공정조성 공정복합재료의 일방향응고시 나타나는 대류는 공정복합재료의 용질편석에 커다란 영향을 주었으며, 고액계면 전방에서 thermal convection과 solutal convection이 모두 발생하는 하향 일방향응고된 아공정 Al-Cu합금에서 용질편석이 가장 크게 나타났다. 과공정 Al-Cu합금에서 상향 일방향응고한 경우가 하향 일방향응고한 경우보다도 용질편석이 증가한 것으로 나타났다. 이것은 본 연구조건에서는 solutal convection이 thermal convection보다 용질편석에 더 커다란 영향을 주는 것으로 생각되었다. 공정복합조직으로 성장시 고액계면은 평활계면으로 성장하였으며, 고액계면에서 액상 쪽의 용질농도는 아공정이나 과공정합금에 관계없이 공정조성의 용질농도를 가지며, 고액계면에서의 온도는 커다란 과냉도 없이 거의 공정온도 부근이었다.
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14.
1995.02
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Al-Mg-Cu-Mn계 합금을 가공열처리하고 초소성 특성을 조사한 후 광학 및 전자 현미경을 이용하여 초소성에 영향을 미치는 주요한 인자들을 조사하였다. 균질화 과정에서 제거되지 않은 조대한 2차상들은 그 후의 가공열처리 과정에서도 계속 잔류하여 초소성 변형 중 기공을 유발함으로써ㅓ 초소성 신율을 저하시켰다. 반면에 가공열처리 과정에서 생성된 미세한 석출물은 결정립 성장을 억제하여 조직을 안정화함으로써 초소성 특성을 향상시켰다. 균질화처리 조건은 2차상의 크기과 분포에 큰 영향을 주어 2단계 균질화-공냉처리는 1단계 균질화-노냉처리보다 조대한 2차상의 제거와 미세석출물의 생성에 효과적이었다.
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15.
1995.02
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Transfer matrix를 사용하여 TiO2 및 Ag 단일 박막과 TiO2/Ag/TiO2 다층 박막의 두계에 따른 투과도 특성을 예측하였으며, 이를 실제 스퍼터 증착하여 제조한 박막의 광학 특성과 비교하였다. TiO2 및 Ag 박막에서는 복소굴절률을 사용하므로써 실제 증착박막에서 측정된 특성과 근접한 투과도 곡선의 예측이 가능하였다. TiO2/Ag/TiO2 3층 박막의 광학 특성은 Ag의 TiO2층으로의 확산 및 응집에 의해 transfer matrix로 예측한 투과도 특성과 전혀 다른 거동을 나타내었다. 그러나 4nm 및 6nm 두계의 Ti 박막을 확산방지층으로 증착한 TiO2/Ti/Ag/Ti/TiO2 구조의 5층 박막에서는 transfer matrix를 사용하여 예측한 TiO2/Ag/TiO2 3층 박막의 투과도 곡선과 유사한 광학 특성을 얻을 수 있었다.
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