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Mo / Si 다층박막에서의 고상확산에 의한 실리사이드 생성에 관한 연구
지응준(E. J. Chi),곽준섭(J. S. Kwak),심재엽(J. Y. Shim),백흥구(H. K. Baik) 한국진공학회(ASCT) 1993 Applied Science and Convergence Technology Vol.2 No.4
RF magnetron sputtering법으로 제조된 Mo/Si 다층박막의 고상반응을 DSC와 XRD를 이용하여 규명하고, 이를 유효구동력 및 유효생성열 개념을 적용하여 고찰하였다. Constant scanning rate DSC 분석에서는 h-MoSi₂와 t-MoSi₂의 생성에 따른 2개의 발열 peak이 관찰되었다. h-MoSi₂와 t-MoSi₂의 생성을 위한 활성화에너지는 각각 1.5eV와 7.8eV이었으며, 이들의 생성은 핵생성이 율속 단계임을 규명하였다. Mo/Si계에서는 비정질상이 생성되지 않았으며 이는 유효구동력에 의한 예측과 일치한다. 최초 결정상인 h-MoSi₂는 t-MoSi₂보다 작은 계면에너지를 갖는 것으로 사료되며, 온도가 증가함에 따라 h-MoSi₂는 보다 안정한 t-MoSi₂로 변태하였다. The solid state reaction of Mo/Si multilayer thin films produced by RF magnetron sputtering technique was examined using differential scanning calorimetry (DSC) and x-ray diffraction, and explained in view of two concepts, effective driving force and effective heat of formation. In constant scanning rate DSC, there were two exothermic peaks which corresponded to the formation of h-MoSi₂ and t-MoSi₂, respectively. The activation energy for the formation of h-MoSi₂ was 1.5eV, and that of t-MoSi₂ was 7.8 eV. Nucleation was the rate controlling mechanism for each of the silicide formation. Amorphous phase was not formed, which was consistent with the prediction by the concept of effective driving force. h-MoSi₂, the first crystalline phase, was considered to have lower interfacial free energy than t-MoSi₂, and by increasing temperature it was transformed into more stable t-MoSi₂.
Electron Beam Floating Zone Melting에 의한 몰리브덴의 정련 및 단결정 성장에 관한 연구
최용삼,지응준 한국결정학회 1992 韓國結晶學會誌 Vol.3 No.2
EBFZM( Electron Beam Floating Zone Melting) 법을 이용하여 몰리브덴에서의 금속계 불순물과 침입형 불순물의 정련기구 및 단결정 성장기구를 연구하 였다. Fe, Cr, Co등의 금속계 불순물은 몰리브덴과의 평형증기압의 차이에 따른 불순물의 선택적 증발에 의하여 우수한 정련효과를 나타내며, 몰리브덴보다 응점이 높은 Ta, W는 잘 제거되지 않았다. 한편 대역 정제에 의한 정련효과는 미약함을 확인하였다. EBF ZM은 C,0,N등의 침입형 불순물의 정련에도 효과적 이었다. 본 연구의 모든 조건에서 몰리브덴은 단결정으로 성장하였으며 2차 재결정 epitaxy에 의한 단결 정 성장기구가 제시되었다. 몰리브덴 단결정 내의 전 위밀도는 strain-anneal법에 의한 단결정의 경우보다 높았으며,본 실험의 열처리 조건에서는 변화하지 않았다. The purification and single crystal growth mechanisms of molybdenum were analysed in EBFZM ( electron beam floating zone melting). Metallic impurities of Fe, Cr, Co were purified efficiently but Ta and W were not removed well in this study. It was due to a preferential evaporation of the elements caused by the difference in equillibrium vapor pressure between the elements and molybdenum. The pu- rification effect by zone refining was not significant. The EBFZM also refined the interstitial impurities of C, 0 and N, effectively. The single crystals of molybdenum were grown regardless of the experimental conditions and the secondary recrystallization epitaxy was surge sled as a growth mechanism. The dislocation density in single crystal was higher than that by strain-anneal method, and was not reduced by heat treatments.
Zr/Si 다층박막에서의 고상반응에 의한 비정질상과 결정상의 생성 및 상전이
심재엽,지응준,곽준섭,최정동,백홍구,Sim, Jae-Yeop,Ji, Eung-Jun,Gwak, Jun-Seop,Choe, Jeong-Dong,Baek, Hong-Gu 한국재료학회 1994 한국재료학회지 Vol.4 No.5
DSC와 XRD를 사용하여 Zr/Si 다층박막의 고상반응에 의한 비정질상과 결정상 생성 및 상전이를 확인하고 이를 유효구동력 개념과 유효생성열 개념 및 phase determining factor(PDF)모델을 이용하여 예측한 결과와 비교하였다. Zr/Si 다층박막은 비정질호 반응이 잘 일어났으며 이는 유효구동력 개념으로 예측한 바와 일치하였다. Zr/Si 계에서 생성되는 최초의 결정상은 ZrSi 였으며 유효생성열과 PDF모델로부터 예측된 최초의 결정상은 PDF 모델의 예측 결과와 일치하였다. Zr/Si 다층박막의 원자조성비가 1대 1일경우와 1대 2일 경우의상전이는 ZrSi$\longrightarrow$$ZrSi_{2}$로 되었으며 이러한 상전이 과정은 유효생성열 다이아그램으로 해석되었다. ZrSi의 생성기구는 핵생성이 율속임을 규명하였고 ZrSi와 $ZrSi_{2}$의 생성에 필요한 활성화에너지는 1.64$\pm$0.19eV와 2.28$\pm$0.36eV이었다.
Co/Si 다층박막에서의 고상반응에 의한 비정질상과 결정상의 생성 및 상전이
심재엽,박상욱,지응준,곽준섭,최정동,백홍구,Sim, Jae-Yeop,Park, Sang-Uk,Ji, Eung-Jun,Gwak, Jun-Seop,Choe, Jeong-Dong,Baek, Hong-Gu 한국재료학회 1994 한국재료학회지 Vol.4 No.3
The growth of amorphous and first crystalline phase, and phase sequence by solid state reaction were examined in Co/Si multilayer thin films by DSC and XRD. The experimental results were compared with the results expected by effective driving force models, PDF and effective heat of formation models.Amorphous phase growth was not observed in Co/Si system and it was consistent with the predicted result by effective driving force. It was observed that the first crystalline phase is CoSi. According to the PDF and effective heat of formation models, the first crystalline phases were CoSi and $CO_2Si$, respectively. The experiemental results were coincident with the PDF model considering structure factors. In case of the atomic concentration ratios of 2Co : 1Si and 1Co : 2Si, the phases sequences were $CoSi\to Co_2Si$ and $CoSi \to Co_2Si \to CoSi \to CoSi_2$, respectively and it was analysized through the effective heat of formation model. The formations of CoSi, $CO_2Si$ and $COSi_2$ in initial stage were controlled by nucleation and the activation energies for the nucleation of three phases were 1.71, 2.34 and 2.79eV. Co/Si계에서 고상확산에 의하여 비정질상이 생성되는지의 여부를 유효구동력 개념을 이용하여 예측하였으며 유효생성열 개념 및 PDF모델로부터 결정상의 생성과 상전이를 예측하였다. 한편, DSC와 XRD를 이용하여 Co/Si다층박막에서의 비정질상의 생성여부와 결정상의 생성 및 상전이를 확인하여 모델로부터 예측한 결과와 비교하였다. Co/si계에서는 비정질상이 성장하지 않았으며 이는 유효구동력 개념으로부터 예측된 결과와 일치하였다. Co/Si계에서 생성되는 최초의 결정상은 CoSi였으며 유효생성열과 PDF모델로부터 예측된 최초의 결정상은 각각 $CO_2Si$와 CoSi였다. 따라서 Co/Si계에서 생성되는 최초의 결정상은 구조적인 요소를 고려해 PDF모델의 예측결과와 잘 일치하였다. 증착당시 Co와 Si의 조성비가 2대 1일경우와 1대 2일 경우의 상전이는 각각 $CoSi \to Co_2Si$와 $CoSi \to Co_2Si \to CoSi \to CoSi_2$의 초기단계의 생성기구는 각각 핵생성이 율속이었으며, 이들의 생성에 필요한 활성화에너지는 각각 1.71, 2.34, 2.79eV이었다.