| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2004년 가을 (11/05 ~ 11/05, 인하대학교) |
| 권호 | 10권 2호 |
| 발표분야 | 금속 |
| 제목 | 고순도 희유금속 Nb의 열물성 및 전기적 특성 |
| 초록 | 1. 서론 고융점 희유금속은 IVA(Ti, Zr, Hf), VA(V, Nb, Ta) 및 VIA(Cr, Mo, W)의 9개 원소로 분류되며, 이 중 과학기술 및 산업적으로 중요한 Nb에 관한 고순도화 기술개발이 매우 필요하다. 본 연구에서는 반도체 공정 배선소재(전극재료)용 스퍼터 타켓으로 사용하기 위해 소재의 기초특성에 미치는 잔류가스·불순물(순도)의 영향에 관한 연구가 필요하다고 판단하여, 고순도 희유금속의 물성평가 기초연구로서 Nb에 대한 극저온 열적·전기적·기계적 특성을 평가하고자 한다. 2. 실험방법 순도에 따른 기계적 특성평가의 한 방법으로 불순물 농도(고용도)에 민감한 경도시험을 하였다. 또한 극저온 열·전기물성을 평가하기 위하여 열전도도와 전기전도도의 온도 의존성을 조사하였다. 열전도도의 정확한 측정을 위해서 시편을 헬륨 냉동기의 전도방식에 의해서만 냉각을 시키고, 진공중에서 측정을 하였다. 무산소동(OFHC Cu) 재질의 시편홀더에 시편부착후 한쪽 끝에 stycast로 1.2Ω의 저항을 가지는 히터를 함침시켜 온도차를 유발하였다. 시편홀더를 진공중에서 냉동기를 가동하여 10K로 냉각 후, 온도제어기를 사용하여 온도를 자동 제어하였다. 전기전도도 역시 열전도도 측정장비와 마찬가지로 시편홀더에 부착후 4단자법을 사용하여 측정하였다. 열전도도와 전기전도도로부터 Wiedemann-Franz법칙을 이용하여, 열전도도에 미치는 전자 산란인자와 격자 산란인자를 분리하였다. 3. 실험결과 Nb의 순도가 높을수록 경도가 감소하였고, 온도가 하강함에 따라 전기 비저항이 감소하는 전형적인 금속의 거동을 보였다. 특히 순도가 증가함에 따라 저온에서 전기 비저항의 감소량이 증가하였고, 이는 불순물 고용효과에 의한 전기 비저항의 기여가 감소하였기 때문이다. 순도가 증가할수록 열전도도가 상승함을 알 수 있었다. 또한 3N5-Nb의 경우 온도가 하강함에 따라 극저온 부근에서 열전도도가 급격히 상승하였으며 저온에서 순도가 높을수록 전자-포논 산란이 감소하여 열전도도의 증가에 크게 기여함을 알 수 있었다. Acknowledgements: 본 연구는 과학기술부 특정연구개발사업(과제번호 M1-0319-01-0003-04-L18-01-003-11)의 지원에 의해 수행되었습니다. 참고문헌 1) F. Satoshi, N. Isamu and N. Chouju, "機能才料を支える高純度金屬", 電子材料 (1992) pp.45-52. 2) K. Mimura, Y. Ishikawa, M. Isshiki and M. kato, Mater. Trans. JIM 38, 8 (1997) pp.714-718. |
| 저자 | 박관호1, 박종범1, 유신욱1, 조경원1, 김일호1, 최국선2, 서창열2, 김병규2, 김준수2 |
| 소속 | 1충주대, 2한국지질자원(연) |
| 키워드 | 고순도; 희유금속; 나이오븀 |
