dc Magnetron Sputtering U ê s0 n É® z º Al 2 O 3 M m ü; c Ö «Y c l X ¢ Ti ÄT c l8 ý ö n ÚP X ì Ä ¤V R Ë

(1)

dc Magnetron Sputtering U ê s0 n É® z º Al ₂ O 3 M m ü; c Ö «Y c l X ¢ Ti ÄT c l8 ý ö n ÚP X ì Ä ¤V R Ë

T ` 9 * å · » ç ¡| ¡ · ~ ç ¡` 9 r ) · »G B4 w H ^∗

Ö

¦í ß @ / < Æ § Ó ü t o < Æõ , Ö ¦í ß 680-749

T

< 4 w H · U * å 0 å · T < , >

Ö

¦í ß @ / < Æ § ' é ß èF / B N < ÆÂ Ò, Ö ¦í ß 680-749

9 ç ¡) כ · »g ` @ ç ¡ · »* å ` 9

Û

¼ à Ô (Å Ò), Ö ¦í ß 689-934 (2005¸ 6 Z 4 2{ 9 ~ Ã Î6 £ §)

dc Õ ªW 1à Ô : r Û ¼( ' a A ~ ½ ÓZ O Ü ¼ Ð Al

2

O

3

l ó ø Í 0 A\ Ti Ê ê} ` ¦ 7 £ x Ã Ì # dc Ø ¦§ 4 (1.5, 2.0, 2.5 kW),

Ø Ô 4 H ì r· ú q (5, 7, 9 mTorr), / B N \ P % o (300, 400, 450, 500

^o

C) ¸| \ É r Ê ê} _ % i < Æ& h , l

& h : £ ¤$ í ` ¦ ¸ % i . SEM 8 £ ¤& ñ Ü ¼ ÐÂ Ò' Al

²

O

3

l ó ø Íõ Ti Ê ê} s \ × æç ß 8 £ x s > r F < Ê` ¦ S X

% i Ü ¼ 9, \ -t ì rí ß ì rF g (Energy Dispersive Spectroscopy, EDS)` ¦ s 6 xô Ç $ í ì r ì r$ 3 ` ¦ z ´r

#

× æç ß 8 £ x_ $ í ì r s Ti, Al Õ ªo ¦ O " é ¶ è Ð s À Ò# Q4 R e 6 £ §` ¦ S X % i . XRD ì r$ 3 õ × æç ß 8 £ x_

"

é

¶ è[ þ t É r TiO, Ti

3

Al, TiAl

3

ü < ° ú É r o½ + ËÓ ü t` ¦ + þ A$ í ¦ e Ü ¼ 9, s ü < ° ú É r o½ + ËÓ ü t É r Al

2

O

3

l ó ø Í\

<

ÊÄ » ) a Al, O Ti Ê ê} Ü ¼ Ð S X í ß ÷ &# Q Tiü < ì ø Í6 £ x # + þ A$ í ) a כ s . S X í ß É r Ti Ê ê} s Al

2

O

3

l ó ø Í 0 A\ 7 £ x Ã Ì| ¨ c M : dc Ø ¦§ 4 , Ar ì r· ú q , \ P % o : r ¸ 7 £ x < Ê\ l ó ø Í\ ÷ & H \ P \ -t 7 £ x

# Alõ O_ S X í ß 5 Å q ¸ 7 £ x ÷ &% 3 l M :ë H s . & ñ ~ ½ Ó½ ¨ ¸\ ¦ Al

2

O

3

l ó ø Íõ ¹ ¢ ¤~ ½ Ó½ ¨ ¸\ ¦ Ti Ê ê} s \ & ñ ~ ½ Ó½ ¨ ¸\ ¦ TiAl

3

ü < ¹ ¢ ¤~ ½ Ó½ ¨ ¸\ ¦ Ti

3

Al o½ + ËÓ ü t 8 £ x s + þ A$ í ÷ &# Q l ó ø Íõ Ê ê }

s _ Â Ò& ñ ½ + Ë ` ¦ ¢ - a or & Ti Ê ê} õ Al

2

O

3

l ó ø Í s _ ] X Ã Ì§ 4 ` ¦ ¾ Ó © r ( . dc Ø ¦§ 4 õ Ar ì r· ú q 7 £ x ½ + ÉÃ º2 ¤ × æç ß 8 £ x_ ¿ ºa 7 £ x % i Ü ¼ 9, : £ ¤ y × æç ß 8 £ x \ + þ A$ í ) a Ti

3

Al o½ + ËÓ ü t 8 £ x s ¿ º ,

> + þ A$ í | ¨ c Ã º2 ¤ ] X Ã Ì§ 4 s ¾ Ó © ÷ &% 3 . dc Ø ¦§ 4 , Ar ì r· ú q , \ P % o : r ¸ o\ É r Ti Ê ê} _ q

$

½ Ó É r H o\ ¦ ? /t · ú § ¤ .

PACS numbers: 73.40,Ns

Keywords: Ti Ê ê} , dc Õ ªW 1à Ô : r Û ¼( ' a A, ] X Ã Ì§ 4 , q $ ½ Ó

I. " e Â ] Ø

¸Z þ t± ú 6 x ÷ & ¦ e H @ /Â Òì r_ l l H ì ø Í ¸^ Â Ò

¾

¡

§_ 6 x õ ¦x 9 ¸_ z ´ © o x 9 l l _ è+ þ A o Ð

#

± ú É r · ú \ " f 1 l x½ + É Ã º e H © & h s e H ì ø Í \ z ø @ (~ü)1 p x õ ° ú É r ¦ · ú , ¦ À Ó_ " ft (surge)\ @ / ô

Ç $ ½ Ó§ 4 s ô Ç é ß & h s e . : £ ¤ y , : x ì r \ 6 x ÷ &

H § ¨ 8 l _ â Ä º 5 Å x ¾ ¡ §| 9 _ ¾ Ó © ` ¦ 0 AK z ø @ x 9

§ 4 Ä » ¸\ @ /ô Ç ? /½ ¨§ 4 s ô Ç ì ø Í ¸^ è \ ¦ ´ ú §s 6

x ¦ e . l l \ 6 x ÷ & H ì ø Í ¸^ è _ ¦ · ú x 9

∗

E-mail: [email protected];

Tel: 052-259-2323, Fax: 052-259-1693

¦ À Ó 1 p x_ " ft \ @ /ô Ç ? /½ ¨$ í s b # Qf Ü ¼ Ð+ l l _ ¸ 1 l x 0 p x$ í s Z } t l M :ë H \ " ft Ð ñ è _

6 x s 9 Ã º& h s . þ j H { 9 : r_ p ç ¼q r \ " f · ú À Ò p

l ó ø Í\ Ti> Ê ê} ` ¦ 7 £ x Ã Ì # Ô ¦ Ö ¸$ í l ^ \ ¦ G î r Ä

»o ü < x 9 4 xô Ç ] j¾ ¡ §` ¦ õ · ú Ð ñ è Ð" f r ó ø Í ¦ e

. s ü < ° ú É r ] j¾ ¡ §` ¦ l ^ 4 x{ 9 + þ A õ · ú Ð ñ è (Gas Filled Surge Absorber, GFSA) ¦ H X < s כ É r

É r " ft Ð ñ è \ q K 6 £ x² ú 5 Å q ¸ü < ø @$ í s 8 A# Q

9 ì ø Í% ò ½ ¨& h Ü ¼ Ð 6 x s 0 p x [1]. s M :, Al

²

O

3

l ó

ø Íõ Ti Ê ê} _ ] X Ã Ì§ 4 õ Ê ê} _ $ ½ Ó É r GFSA ø @$ í

\

B Ä º H % ò ¾ Ó` ¦ p u 9 è _ : £ ¤$ í \ ¸ % ò ¾ Ó` ¦ ï r .

¦ · ú / ¦ À Ó_ " ft ÷ &% 3 ` ¦ M :, Ê ê} _ y © ô Ç ] X

-175-

(2)

Ã

Ì§ 4 É r Ê ê} _ » 1 Ï} ` ¦ þ j è oK Å Ò ¦, ± ú É r $ ½ Ó É r õ

· ú Ð ñ è _ ì ø Í6 £ x r ç ß ` ¦ é ß » ¡ ¤ r & ï r [2–4]. : £ ¤ y Ê

ê} _ ] X Ã Ì§ 4 É r Al

2

O

₃

l ó ø Íõ Ti Ê ê} s _ â > \ Ò q

t$ í ÷ & H o½ + ËÓ ü t \ _ K 7 £ x | ¨ c Ã º e . Al

2

O

₃

\ Ti Ê ê }

` ¦ 7 £ x Ã Ìr v H â Ä º â > \ Ti-O (TiO) + þ A$ í ÷ & H t

Ti-Al (Ti

³

Al, TiAl 1 p x) + þ A$ í ÷ & H t H ] X ½ + Ë^ _ l

>

& h : £ ¤$ í \ & ê ø Í % ò ¾ Ó` ¦ ï r . Õ ª Q s Qô Ç â > ì

ø Í6 £ x Ò q t$ í Ó ü t É r â > 8 £ x_ p [ j < Êõ 8 £ ¤& ñ © q _ ô Ç>

Ð # & ñ S X ô Ç " é ¶ ` ¦ ¹ 1 Ôl # Q 9Ä º 9 { 9 ì ø Í& h Ü ¼ Ð

½

¨ [ þ t s \ ¸ ´ ú § É r s | s > r F ¦ e . Al

²

O

3

ü < Ti Ê

ê} s _ â > ì ø Í6 £ x Ò q t$ í Ó ü t` ¦ ½ ©" î l 0 AK Ã º´ ú §

É

r ½ ¨ [ þ t_ ½ ¨ü < 7 HÔ q ts s # Q4 R M ® o6 £ § \ ¸ Ô ¦ ½ ¨ ¦ [5–9], z ´] j í H Ã º Ti_ â Ä º â > \ Ti-Al + þ A$ í ) a H

כ

s · ú 9t l t H ¸ ½ r ç ß ` ¦ 9 כ ¹ Ð % i [7]. : £ ¤ y

, þ j H \ í H Ã º Tiü < Al

₂

O

₃

s _ â > ì ø Í6 £ x \ ' aô Ç

&

ñ x 9 ô Ç z ´+ « > õ [ þ t \ _ # [10–12] Ti-Al o½ + ËÓ ü t + þ A$ í

`

¦ " î S X y Ð# Å Ò ¦ e t ë ß , Ti

3

Al ü @\ TiAls # Q " â Ä

º\ H + þ A$ í ÷ & ¦ ¢ ¸ # Q " â Ä º\ H + þ A$ í ÷ &t · ú § H t \

'

aô Ç z ´+ « >& h z ´` ¦ f ¸ " î S X > [ O " î t 3 l w ¦ e

. Å Ò Ð [ j b ½ + ËF K > \ ¦ @ / © Ü ¼ Ð S X í ß © \ " f â >

ì ø Í6 £ x Ò q t$ í Ó ü t s 8 £ x Ê ê} _ + þ AI Ð + þ A$ í | ¨ c â Ä º Õ ª C

\ P

í H " f\ @ /ô Ç \ V8 £ ¤ É r Van Loo [13,14] 1 p x \ _ K ] jr

÷

&% 3 . s כ É r y " é ¶ è ¦Ä » (intrinsic) S X í ß _ ½ ¨1 l x§ 4 ` ¦ Õ

ª " é ¶ è_ o < Æ íJ $ [ > l Ö ¦ l Ð ³ ð & ³½ + É Ã º e H & h Ü ¼

ÐÂ Ò' Ø ¦µ 1 Ïô Ç כ Ü ¼ Ð # Q* ô Ç " é ¶ è ¸ _ o < Æ íJ $ [ >

s 7 £ x H ~ ½ Ó ¾ ÓÜ ¼ Ð S X í ß | ¨ c Ã º \ O H ½ ©g Ë :` ¦ [ O & ñ

% i . Li 1 p x [11] \ _ K Ti/Al

²

O

3

â > ì ø Í6 £ x Ò q t$ í Ó ü t s

Ti

³

Al, TiAl 1 p x, Ti-O m Ti-Als H z ´+ « > õ

\ ¦ [ O " î ` ¦ % i . : r ½ ¨ H dc Õ ªW 1à Ô : r Û ¼( ' a A

~

½ ÓZ O ` ¦ s 6 x # Ti Ê ê} ` ¦ Al

2

O

3

l ó ø Í 0 A\ dc Ø ¦§ 4 , Ø

Ô 4 H ì r· ú q \ 7 £ x Ã Ìô Ç Ê ê, 3.0 × 10

⁻³

Torr_ Ar Û

¼ ì r0 Al \ " f \ P % o # & ñ o ) a Ti Ê ê} ` ¦ ] j

#

Ó ü t o & h : £ ¤$ í ` ¦ ¸ % i Ü ¼ 9, : £ ¤ y Ti Ê ê} õ Al

₂

O

₃

l

ó ø Í s \ + þ A$ í ) a × æç ß 8 £ x_ ½ ¨ ¸ : £ ¤$ í ` ¦ ½ ©" î % i .

Ti Ê ê} _ ³ ð õ é ß É r Å Ò & ³p â (Scanning Electron Microscopy, SEM)` ¦ 6 x # ' a¹ 1 Ï % i ¦,

&

ñ ½ ¨ ¸ H X- r] X (X-ray Diffraction, XRD) ì r$ 3 Ü ¼ Ð S X

% i . Ti Ê ê} _ l > & h : £ ¤$ í ¨ î \ ¦ 0 A # · ú { 9

s 1 l x r + « >Z O (Scratch Adhesion Tester, SAT)` ¦ s 6 x

# Al

²

O

3

l ó ø Íõ Ti Ê ê} s _ ] X Ã Ì§ 4 ` ¦ 8 £ ¤& ñ % i Ü

¼ 9, l & h : £ ¤$ í ¨ î H 4é ß Z O ` ¦ s 6 x # r « Ñ_ q

$ ½ Ó` ¦ 8 £ ¤& ñ % i .

II. ÷ m Ç] M öU ê s0 n É

dc Õ ªW 1à Ô : r Û ¼( ' a A ~ ½ ÓZ O Ü ¼ Ð Ti Ê ê} ` ¦ 7 £ x Ã Ì l

0 AK 0.5 mm ¿ ºa _ & ñ · ú À Òp (Al

²

O

3

) l ó ø Í

`

¦ 6 x % i . Al

2

O

₃

l ó ø Í É r x } _ ¿ ºa 8 £ ¤& ñ ` ¦ 0 Aô Ç é

ß ' a¹ 1 Ï` ¦ ~ 1 > l 0 AK 2 mm ç ß Ü ¼ Ð 0.1 mm U · s

_ < Ì` ¦ + þ AI Ð ] j % i . l ó ø Í É r 70

^o

C_ [ j

: r õ \ ò ø Í` ¦ \ " f y y 10ì rç ß ³ ðï r [ j' % i Ü ¼ 9 Ã ºì r õ

Ô ¦í HÓ ü t` ¦ ] j ¦ 7 £ x Ã Ì × æ / B N ¸\ ¦ Z } s l 0 A # 800

^◦

C \ " f 2r ç ß 1 l xî ß \ P % o % i [15]. 7 £ x Ã Ì\ 6

x ) a ³ ð& h É r í H ¸ 99.9 % ß ¼l 5 × 15 inch

²

_ w ³ o u (Ti) s . $ / B N * 3 á Ô Ð rotary pump 6 x ÷ &% 3 Ü ¼ 9,

¦ / B N * 3 á Ô Ð H cryopump 6 x ÷ &# Q 10

⁻⁵

Torr_ ¦

/ B N` ¦ Ä »t % i . / B N > s t Ð H s : r > s t \ ¦ 6 x

# \ O / B N ¸\ ¦ S X % i Ü ¼ 9, ¦ / B N * 3 á Ô Ð 6 x

)

a cryopump_ 1 l x ` ¦ 0 AK * 3 á Ô\ ¦ 10 K Ð Í ty r & Ä » t

r ( . 5 kW_ & ñ À Ó" é ¶` ¦ " é ¶ Ü ¼ Ð 6 x % i ¦, Û ¼ (

' a A` ¦ 0 Aô Ç ~ ½ Ó 6 x l ^ Ð Ar Û ¼\ ¦ 6 x % i . 20ì r é ß 0 A Ð / B N& ñ · ú § 4 õ dc Ø ¦§ 4 _ o\ ¦ ' a¹ 1 Ïô Ç õ

/ å L ô Ç · ú § 4 _ © 5 p x s : r ¸ o H ' a¹ 1 Ï÷ &t · ú § ¤

. ³ ð& h \ H f À Ó " é ¶` ¦ 1.5 ∼ 2.5 kW / B N/ å L % i ¦, / B N

&

ñ · ú § 4 É r 5 ∼ 9 mTorr Ð or v 9 7 £ x Ã Ì % i . Ti Ê ê }

` ¦ 7 £ x Ã Ìô Ç Ê ê r « Ñ H í ß èü < Ã ºì r õ _ ì ø Í6 £ x` ¦ } l 0 A K

/ B N 6 x l \ Ð ' a % i ¦, / B N \ " f_ \ P % o \ ¦ 0 AK 500

^◦

C t \ P % o 0 p xô Ç / B N Õ þ ! Q\ ¦ ï r q % i .

Fig. 1 \ " fü < ° ú s diffusion pump\ ¦ s 6 x # íl /

B

N ¸ 5 × 10

⁻⁵

Torr_ ¦ / B N` ¦ ë ß [ þ t # QÅ Ò% 3 ¦, 3 × 10

⁻³

Torr_ Ar ì r0 Al \ " f 1r ç ß 1 l xî ß \ P % o % i . \ P % o

: r ¸\ É r Ti Ê ê} _ : £ ¤$ í ` ¦ ¸ l 0 AK 300 ∼ 500

^◦

C # 3 0 A\ " f / B N \ P % o % i .

$ ½ Ó 8 £ ¤& ñ ` ¦ 0 A # 7 £ x Ã Ì ) aTi Ê ê} 0 A\ dc Û ¼( ' a A

~

½ ÓZ O Ü ¼ Ð t 2 £ § 0.7 mm_ " é ¶+ þ A É r F G` ¦ 150 nm ¿ ºa Ð 7

£

x Ã Ì % i . · ú À Òp l ó ø Í0 A\ 7 £ x Ã Ì ) a Ti Ê ê} _ ³ ð

Fig. 1. The vacuum chamber for post thermal annealing.

(3)

+ þ

A © õ é ß + þ A © ` ¦ ' a¹ 1 Ï l 0 AK SEM 8 £ ¤& ñ ` ¦ % i .

Ê

ê} _ ¿ ºa H é ß SEM s p t ÐÂ Ò' ' a¹ 1 Ï½ + É Ã º e % 3

. Ê ê} _ é ß ' a¹ 1 Ïr { 9 ì ø Í& h ~ ½ ÓZ O Ü ¼ Ð H Al

2

O

3

8 £ x õ

Ti Ê ê} s _ â > ` ¦ ½ ¨Z > l # Q§ > l M :ë H \ \

-t ì rí ß ì rF gZ O (energy dispersive spectroscopy, EDS)

\

¦ s 6 x # Al

²

O

3

8 £ x õ Ti Ê ê} s _ â > \ ¦ S X

%

i . Ê ê} _ & ñ ½ ¨ ¸ x 9 © ì r$ 3 ` ¦ l 0 A # XRD 8

£

¤& ñ ` ¦ % i . X- É r Cu-K α Ü ¼ Ð m Ö 0 q 9 ' \ ¦ : x õ ô

Ç Ê ê r « Ñ\ ¸ ÷ &% 3 Ü ¼ 9, 8 £ ¤& ñ r 5 Å q · ú 30 kV, À

Ó 100 mA Ð 2θ = 10

^◦

∼ 80

^◦

# 3 0 A\ " f 1ì r{ © 2

^◦

_ Å Ò 5

Å

q ¸ (scan speed) Ð, 8 £ ¤& ñ y _ ç ß É r 0.02

^◦

Ð 8 £ ¤& ñ % i

. ] X Ã Ì§ 4 É r H : r& h Ü ¼ Ð l ó ø Íõ Ê ê} _ ½ + Ë\ -t \

É r < ÊÃ ºs l M :ë H \ l ó ø Í x 9 Ê ê} _ 7 á x À Ó\ ß ¼

>

t ë ß , l ó ø Í < Ê É r Ê ê} _ & ñ ¸, l ó ø Í_ ³ ð } 9 l

, ï ß À Ó 6 £ x§ 4 _ Ä »Á º 1 p x \ _ K " f ¸ ß ¼> % ò ¾ Ó` ¦ ~ Ã Î H

. ] X Ã Ì§ 4 _ ¨ î H Å Ò Ð Ê ê} ` ¦ l ó ø Í\ " f ì r o H X <

9 כ ¹ô Ç j Ë µÜ ¼ Ð ? / 9, · ú { 9 ç H\ P r + « >Z O (indentation test)` ¦ : x K Ê ê} _ õ ª © ` ¦ ' a¹ 1 Ï · ú { 9 s 1

l

x r + « >Z O (scratch adhesion test, SAT)` ¦ s 6 x # 6 £ §

$ í

(acoustic emission signal)\ ¦ Ø ¦ H ~ ½ ÓZ O ` ¦ 6 x ô

Ç . : r ½ ¨\ " f H · ú { 9 s 1 l x r + « >Z O Ü ¼ Ð Ti Ê ê} ` ¦ /

å

T É r + ' µ 1 ÏÒ q t H 6 £ §$ í \ ¦ 8 £ ¤& ñ # e > × æ° ú כ` ¦

&

ñ % i Ü ¼ 9, s M : e > × æ° ú כ` ¦ q § # © @ /& h ] X

Ã

Ì§ 4 ` ¦ q § % i .

III. + s ÇÊ Ý õ m Í À X Ø8 ý

1. ¤B s õ m Í Q : g º Ç k Ä

1) dc Ø ¦§ 4 \ É r Ti Ê ê} _ ¿ ºa x 9 ³ ð + þ A © Fig. 2 H Ar ì r· ú q 7 mTorr{ 9 M : dc Ø ¦§ 4 1.5, 2.0, 2.5 kW \ " f 7 £ x Ã Ìô Ç Ê ê 400

^◦

C \ " f / B N \ P % o ô Ç Ti Ê ê }

_ é ß õ ³ ð SEM s . dc Ø ¦§ 4 s 7 £ x ½ + ÉÃ º2 ¤ z

· ú (grain)_ + þ AI H Ì º§ Â K t 9 ß ¼l 7 £ x % i .

s

& ³ © É r dc Ø ¦§ 4 s 7 £ x ½ + ÉÃ º2 ¤ ³ ð& h \ ÷ & H \ - t

7 £ x # 8 ´ ú § É r Ti { 9 [ þ t s ³ ð& h \ " f b # Q4 R ü

< / B N Õ þ ! Q ? /Â Ò_ 7 £ x Ã Ì : r ¸ 7 £ x # z · ú $ í © ` ¦ 8

ú ¤ r ( l M :ë H s . dc Ø ¦§ 4 s 1.5 kW{ 9 M : Ti Ê ê} _ ¿ ºa H 8.5 µm s % 3 ¦ Ø ¦§ 4 s 2.0, 2.5 kW Ð 7 £ x ½ + É Ã

º2 ¤ 8.7 \ " f 8.9 µm Ð { 9 & ñ ô Ç q Ö ¦ Ð 7 £ x % i . s ü <

° ú

É r ¿ ºa _ o ¸ ³ ð z · ú _ ß ¼l ü < ° ú s dc Ø ¦§ 4 s 7

£

x < Ê\ Ti ³ ð& h Ü ¼ ÐÂ Ò' b # Q4 R ¸ H { 9 _

\

-t 7 £ x l M :ë H s [16]. Al

2

O

₃

ü < Ti Ê ê} s

\ × æç ß 8 £ x s > r F H כ ` ¦ · ú Ã º e Ü ¼ 9 s × æç ß 8 £ x É r

dc Ø ¦§ 4 s 1.5 kW{ 9 M : 2.5 µms % 3 ¦, dc Ø ¦§ 4 s 2.0 kW

\

" f 2.5 kW Ð 7 £ x < Ê\ 3.4 µm\ " f 4.6 µm Ð 7 £ x

% i . Al

²

O

3

l ó ø Íõ Ti Ê ê} s \ > r F H × æç ß 8

£

x` ¦ X r] X (XRD)õ \ -t ì rí ß ì rF g (EDS)Z O ` ¦ s

6 x # $ í ì r ì r$ 3 ` ¦ z ´r % i .

2) Ar ì r· ú q \ É r Ti Ê ê} _ ¿ ºa x 9 ³ ð + þ A © Fig. 3(a) ü < (b) H dc Ø ¦§ 4 1.5 kW\ " f 7 £ x Ã Ìô Ç Ê ê, 400

◦

C \ " f / B N \ P % o ) a r « Ñ\ ¦ 6 x # 7 £ x Ã Ì r Ar Û ¼ ì

r· ú q \ É r Ti Ê ê} _ ¿ ºa ü < ³ ð + þ A © , Õ ªo ¦ z · ú ß

¼l \ ¦ · p כ s . Ê ê} _ ³ ð ` ¦ ' a¹ 1 Ïô Ç SEM

\

" f Ar ì r· ú q 7 £ x ½ + ÉÃ º2 ¤ z · ú _ ß ¼l & h & h t

¦ e Ü ¼ 9, Ar ì r· ú q 7 mTorr { 9 M : z · ú _ ¸ ª s

" î > z ¤ . Ê ê} _ é ß + þ A © ` ¦ ' a¹ 1 Ïô Ç Fig.

3(a) ÐÂ Ò' Ê ê} _ ¿ ºa H 8.2 ∼ 8.9 µm Ð Ar ì r· ú q

7 £ x ½ + ÉÃ º2 ¤ y è % i . s כ É r Û ¼( ' a A ) a Ti { 9

l ó ø Í t ¸² ú H 1 l xî ß Ar

⁺

s : r[ þ t õ Ø æ[ t` ¦ ì ø Í4 ¤

> ÷ & H X <, Û ¼( ' a A 7 £ x Ã Ì · ú § 4 s Z }` ¦ Ã º2 ¤ Ø æ[ t S Ã º

H 7 £ x > ÷ & ¦ ² D G l ó ø Í ³ ð \ ¸² ú ô Ç Ti { 9 _ \

-t H y èô Ç © I \ " f 7 £ x Ã Ì > ÷ &# Q Ti Ê ê} _ z · ú ß

¼l ü < ¿ ºa y è l M :ë H s . Ti Ê ê} _ z · ú ß ¼l

Fig. 2. Surface and lateral SEM images of Ti thick films

with different dc power.

(4)

Fig. 3. (a) Surface and lateral SEM images and (b) film thickness and grain size of Ti thick films with different Ar partial pressure.

ü

< ¿ ºa o H Ar ì r· ú q 7 £ x ½ + ÉÃ º2 ¤ { 9 & ñ > y è

H X <, s ü < ° ú É r o\ ¦ Fig. 3 (b) \ ? /% 3 . Õ ª

Q Ti Ê ê} õ Al

₂

O

₃

l ó ø Í s _ × æç ß 8 £ x É r Ar ì r· ú q

5 mTorr{ 9 M : _ ' a¹ 1 Ï÷ &t · ú § ¤Ü ¼ 7 mTorr{ 9 M : 2.8 µm Ð + þ A$ í ÷ & ¦, 9 mTorr{ 9 M : 3.9 µm Ð 7 £ x % i .

s

M : + þ A$ í ) a × æç ß 8 £ x_ ½ ¨ ¸ü < $ í ì r` ¦ ¸ l 0 A # XRD x 9 EDSZ O ` ¦ s 6 xô Ç $ í ì r ì r$ 3 ` ¦ z ´r % i .

3) \ P % o : r ¸\ É r Ti Ê ê} _ ¿ ºa x 9 ³ ð + þ A

©

Fig. 4 H dc Ø ¦§ 4 1.5 kW, Ar ì r· ú q 7 mTorr{ 9 M : 7 £ x

Ã

Ìô Ç Ti Ê ê} _ \ P % o : r ¸ o\ É r ³ ð õ é ß + þ

A © ` ¦ · p SEM s . \ P % o H õ & ñ 1 l xî ß / B N

Fig. 4. Surface and lateral SEM images of Ti thick films with different vacuum annealing temperature.

l

× æ_ í ß èü < ì ø Í6 £ x` ¦ é ß l 0 AK " f \ P % o H / B N Õ þ

! Q ? /\ " f s À Ò# Q& . \ P % o : r ¸\ É r Ti Ê ê} _

³

ð + þ A © ` ¦ ¶ ú ( R Ð , 300

^o

C, 450

^o

C, 500

^o

C \ " f \ P % o

ô Ç Ti Ê ê} _ z · ú ß ¼l ¸ ª É r H s \ O t ë ß , 400

^◦

C \ " f \ P % o ô Ç Ti Ê ê} _ ³ ð + þ A © \ " f z · ú _ ß

¼l ß ¼ ¦ z · ú _ â > " î ô Ç כ ` ¦ · ú Ã º e . s

כ

Ü ¼ ÐÂ Ò' Ti Ê ê} _ & h & ñ \ P % o : r ¸ H 400

^◦

C Ð

&

ñ % i . \ P % o : r ¸\ É r Ti Ê ê} _ é ß ` ¦ · p Fig. 4` ¦ ¶ ú ( R Ð 300

^◦

C ü < 500

^o

C \ " f \ P % o ô Ç Ê ê}

\

" f H Al

2

O

₃

l ó ø Íõ Ti Ê ê} s _ × æç ß 8 £ x s µ 1 Ï| ÷ &

t

· ú § ¤Ü ¼ 400

^◦

C ü < 450

^◦

C \ " f \ P % o ô Ç Ti Ê ê} \

"

f H y y 2.8, 2.5 µm_ × æç ß 8 £ x s + þ A$ í ) a כ ` ¦ S X ½ + É Ã

º e % 3 . s ü < ° ú s + þ A$ í ) a × æç ß 8 £ x_ ½ ¨ ¸ü < $ í ì r ¸

$ í

q \ ¦ ¸ l 0 AK XRD x 9 EDS ~ ½ ÓZ O ` ¦ s 6 x # $ í ì

r ì r$ 3 ` ¦ z ´r % i .

(5)

2. Ti ÄT c l8 ý + s ÇX N Ë º

1) dc Ø ¦§ 4 \ É r Ti Ê ê} _ & ñ ½ ¨ ¸

Fig. 5 (a) H dc Ø ¦§ 4 \ É r Ti Ê ê} _ XRD ì r$ 3 õ

\ ¦ · p כ s . Õ ªa Ë >\ " f ¸ H dc Ø ¦§ 4 \ " f (100)

~

½ Ó ¾ Ó_ Ti x ß ¼ H כ ` ¦ · ú Ã º e H X <, 2.0 kWü <

2.5 kW \ " f 7 £ x Ã Ìô Ç Ti Ê ê} _ XRD 8 £ ¤& ñ \ " f H (101) ~ ½ Ó

¾ Ó_ Ti x ß ¼ < Êa z ¤ . r] X y ` ¦ S X @ / # (2θ = 38

^◦

∼ 43

^◦

) ³ ð & ³ô Ç ¸ É rA á ¤ Õ ªa Ë >` ¦ ¶ ú ( R Ð 1.5 kWü <

2.0 kW \ " f 7 £ x Ã Ìô Ç Ti Ê ê} â Ä º (201) ~ ½ Ó ¾ Ó_ Ti

₃

Al

© s / B N: x& h Ü ¼ Ð z ¤Ü ¼ 9, 2.0 kW\ " f 7 £ x Ã Ìô Ç Ê ê}

â Ä º (019) ~ ½ Ó ¾ Ó_ TiAl

₃

© ¸ < Êa z ¤ . 2.5 kW

\

" f 7 £ x Ã Ìô Ç Ti Ê ê} \ " f (004) ~ ½ Ó ¾ Ó_ TiAl

3

© s z

¤Ü ¼ 9 (101) ~ ½ Ó ¾ Ó_ Ti x ß ¼ ¸ < Êa z ¤ . " f dc Ø ¦§ 4 s 7 £ x ½ + ÉÃ º2 ¤ Ti Ê ê} õ Al

2

O

3

l ó ø Í s _ × æ ç

ß 8 £ x \ H © É r Ti

3

Al, TiAl

₂

, TiAl

₃

í H Ü ¼ Ð Ti_

¸$ í s y è ¦ Al ¸$ í s 7 £ x H o½ + ËÓ ü t s Ò q t$ í ÷ &

%

3 . s ü < ° ú É r o½ + ËÓ ü t É r Al

2

O

3

l ó ø Íõ Ti Ê ê} s _

â

> \ + þ A$ í ÷ & H Ò q t$ í Ó ü t Ð Al

²

O

3

l ó ø Í ? /Â Ò\ > r F

H Al s Ti Ê ê} A á ¤ Ü ¼ Ð S X í ß ÷ &# Q Tiü < o < Æì ø Í6 £ x` ¦ { 9 Ü ¼

&

Ò q t$ í ÷ & H כ s [17].

2) Ar ì r· ú q \ É r Ti Ê ê} _ & ñ ½ ¨ ¸

Fig. 5(b) H Ar ì r· ú q \ É r Ti Ê ê} _ XRD ì r$ 3 õ \ ¦ · p כ s . Ti Ê ê} Ü ¼ Ð $ í © ÷ &% 3 ` ¦ M : l ó ø Í

: r ¸ x 9 Û ¼ · ú § 4 1 p x õ ° ú É r 7 £ x Ã Ì ¸| \ (100) ¢ ¸

H (002) s y © > $ í © ) a ¦ Ð ¦÷ & ¦ e H X < [18], Fig. 5(b) \ " fü < ° ú s 400

^◦

C \ " f \ P % o ô Ç Ti Ê ê} _ $ í

© ~ ½ Ó ¾ Ó É r (100) s Ä º & h Ü ¼ Ð $ í © % i Ü ¼ 9, Ar ì r· ú q

5 mTorrü < 9 mTorr Ti Ê ê} â Ä º (101) ¸ < Ê a

$ í © % i 6 £ §` ¦ · ú Ã º e . r] X y ` ¦ S X @ / # ³ ð & ³K Z

~ É r ¸ É rA á ¤ Õ ªa Ë >` ¦ ¶ ú ( R Ð (101) ~ ½ Ó ¾ Ó_ $ í © â ¾ Ó` ¦ ì

r$ 3 ½ + É Ã º e . ¢ ¸ô Ç 7 mTorrü < 9 mTorr\ " f 7 £ x Ã Ì ) a Ê ê }

\ " f H (201) õ (004) ~ ½ Ó ¾ Ó_ Ti

₃

Al õ TiAl

₃

© s < Êa

z ¤ . Ar ì r· ú q 5 mTorr{ 9 M : H Al õ Ti_ o½ + Ë Ó

ü

t s Ò q t$ í ÷ &t · ú § É r כ ` ¦ S X % i . " f 7 mTorrü <

9 mTorr \ " f 7 £ x Ã Ì ) a Ti Ê ê} õ Al

2

O

3

l ó ø Í â > \ " f Ò q

t$ í ) a o½ + ËÓ ü t É r Ti

3

Al õ TiAl

3

e ` ¦ S X % i .

3) \ P % o : r ¸\ É r Ti Ê ê} _ & ñ ½ ¨ ¸ 1.5 kW_ dc Ø ¦§ 4 õ 7 mTorr_ Ar ì r· ú q \ " f ] j ô Ç Ti Ê ê} _ \ P % o : r ¸\ É r ½ ¨ ¸& h : £ ¤$ í ` ¦ ¸ l 0 A # XRD ì r$ 3 ` ¦ z ´r % i ¦, Õ ª õ \ ¦ Fig. 5(c) \

? /% 3 . ¸ H \ P % o : r ¸\ " f / B N: x& h Ü ¼ Ð (100)õ (113) ~ ½ Ó ¾ Ó\ " f Tiü < Al

₂

O

3

_ © s µ 1 Ï| ÷ &% 3 Ü ¼ 9 2θ

40

^◦

Â Ò H \ " f + þ A$ í ÷ & H © o\ ¦ S X l 0 A # ¸ É r A

á

¤ Õ ªa Ë >\ XRD_ r] X y ` ¦ S X @ / # ? /% 3 . 300

◦

C \ " f \ P % o ô Ç Ti Ê ê} â Ä º : £ ¤Z > y + þ A$ í ) a & ñ ©

`

¦ µ 1 Ï| ½ + É Ã º \ O % 3 Ü ¼ 9 400

^◦

C \ " f \ P % o ô Ç Ê ê} â Ä

º (201) ~ ½ Ó ¾ Ó_ Ti

₃

Al © ` ¦ + þ A$ í % i . 450

^◦

C \ " f \ P

%

o ô Ç Ê ê} \ " f (101)õ (004) ~ ½ Ó ¾ Ó_ Tiü < TiAl

₃

© ` ¦ µ

1 Ï| % i Ü ¼ 9, 500

^◦

C \ " f \ P % o ô Ç Ê ê} \ " f (004) ~ ½ Ó

¾ Ó_ TiAl

₃

© ë ß ` ¦ + þ A$ í % i . \ P % o : r ¸ 7 £ x < Ê\

Fig. 5. The XRD patterns of Ti thick films with different

(a) dc power, (b) Ar partial pressure, and (c) annealing

temperature.

(6)

Ti í < Ê ) a x ß ¼ H y è ¦ Als í < Ê ) a x ß ¼

7 £

x H כ ` ¦ · ú Ã º e H X <, s ü < ° ú É r & ³ © É r Ti Ê ê} _

\ P % o : r ¸ 7 £ x < Ê\ Al

2

O

₃

l ó ø Í\ > r F

H Al õ O s : r s Ti Ê ê} õ 8 ´ ú § É r ì ø Í6 £ x` ¦ l M :ë H

כ s [19].

3. Ti ÄT c l8 ý R $ [] §Ê Ý ± n ÉY c lI í Ä

1) dc Ø ¦§ 4 \ É r Ti Ê ê} _ q $ ½ Óõ ] X Ã Ì§ 4 Ti Ê ê} _ ] X Ã Ì§ 4 õ q $ ½ Ó` ¦ ¸ l 0 A # · ú { 9 s

1 l x r + « > (scratch adhesion test)õ 4é ß Z O (four point probe method)` ¦ s 6 xô Ç q $ ½ Ó 8 £ ¤& ñ ` ¦ % i ¦, Õ ª õ \ ¦ dc Ø ¦§ 4 \ Fig. 6(a)\ ? /% 3 . dc Ø ¦§ 4 s

1.5 kW Ê ê} _ â Ä º É r dc Ø ¦§ 4 õ q § e

>

× æ (critical load, L

c

) ° ú כs 11.2 NÜ ¼ Ð © Z } ¤Ü ¼ 9, s ü < ° ú É r e > × æ ° ú כ É r Ê ê} \ { 9 & ñ ô Ç × æ` ¦

% i ` ¦ M :, ³ ð \ " f 6 £ §$ í / å L y o÷ & H t & h Ü

¼ Ð ] X Ã Ì§ 4 y © ¸\ ¦ · p [20]. Fig. 6(a) ÐÂ Ò' q

$

½ Ó É r dc Ø ¦§ 4 s 7 £ x < Ê\ _ { 9 & ñ ô Ç q Ö ¦ Ð y

è H כ ` ¦ · ú Ã º e Ü ¼ 9, 2.5 kW{ 9 M : 24 µΩm Ð ©

± ú

É r q $ ½ Ó ° ú כ` ¦ ? /% 3 . Fig. 2_ SEM ³ ð + þ A ©

\

" f ' a¹ 1 Ï ) a × æç ß 8 £ x_ % ò % i s q $ ½ Óõ ] X Ã Ì§ 4 \ % ò ¾ Ó

`

¦ Å Ò% 3 ` ¦ כ s Ù ¼ Ð [17], Fig. 5(a)_ XRD ì r$ 3 õ Ð Â

Ò' Al

2

O

₃

l ó ø Íõ Ti Ê ê} _ × æç ß 8 £ x \ Alõ Ti o½ + ËÓ ü t s

> r F < Ê` ¦ S X ½ + É Ã º e % 3 . XRD õ \ " f · ú Ã º e 1

p

w s dc Ø ¦§ 4 1.5 kW\ " f 7 £ x Ã Ìô Ç Ti Ê ê} â Ä º (201)

~

½ Ó ¾ Ó_ Ti

3

Al © ë ß ¦, s M : ] X Ã Ì§ 4 s © Ä ºÃ º

% i . ¢ ¸ô Ç dc Ø ¦§ 4 2.5 kW\ " f 7 £ x Ã Ìô Ç Ti Ê ê} â Ä

º (101) ~ ½ Ó ¾ Ó_ Ti © s z ¤ ¦, Ti_ ¸$ í M :ë H \ 2.5 kW \ " f 7 £ x Ã Ìô Ç Ê ê} _ q $ ½ Ós © ± ú > 8 £ ¤& ñ ÷ &

% 3 .

2) Ar ì r· ú q \ É r Ti Ê ê} _ q $ ½ Óõ ] X Ã Ì§ 4 Fig. 6(b) H Ar ì r· ú q \ É r Ti Ê ê} _ q $ ½ Óõ { 9

>

× æ` ¦ · p כ s . dc Ø ¦§ 4 1.5 kW\ " f 7 £ x Ã Ìô Ç Ti Ê ê} ` ¦ 400

^o

C \ " f / B N \ P % o ô Ç Ê ê Ag F G` ¦ 7 £ x

Ã Ì # 4é ß Z O Ü ¼ Ð q $ ½ Ó` ¦ 8 £ ¤& ñ % i . Ar ì r· ú q

5 mTorr Ti Ê ê} â Ä º 48 µΩmÜ ¼ Ð © ± ú É r q

$

½ Ó ° ú כ` ¦ ? /% 3 Ü ¼ 9 7 mTorr\ " f 130 µΩm Ð 7 £ x

% i 9 mTorr\ " f r y è % i . e > × æ É r 7 mTorr \ " f 11.2 NÜ ¼ Ð © H ° ú כ` ¦ ? /% 3 . Fig.

5(b)_ XRD ì r$ 3 Ü ¼ ÐÂ Ò' 5 mTorrü < 7 mTorr\ " f µ 1 Ï

|

÷ & H (101) ~ ½ Ó ¾ Ó_ Ti x ß ¼ H 7 mTorr \ " f H µ 1 Ï| ½ + É Ã

º \ O % 3 . Õ ª Q 7 mTorr\ " f 7 £ x Ã Ìô Ç Ti Ê ê} _ â Ä º

Fig. 6. The resistivity and adhesive strength of Ti thick films with different (a) dc power, (b) Ar partial pressure, and (c) annealing temperature.

(201) ~ ½ Ó ¾ Ó_ Ti

₃

Al x ß ¼ µ 1 Ï| ÷ &% 3 ¦, 9 mTorr\ " f 7 £ x

Ã

Ìô Ç Ê ê} _ â Ä º (004) ~ ½ Ó ¾ Ó_ TiAl

₃

x ß ¼ µ 1 Ï| ÷ &% 3

. (101) ~ ½ Ó ¾ Ó_ Ti x ß ¼ y © > H כ É r

¸$ í s H כ ` ¦ _ p 9 (201)õ (004) ~ ½ Ó ¾ Ó_ Ti

3

Al õ TiAl

₃

x ß ¼ y © > H כ É r Al

2

O

₃

l ó ø Íõ Ti Ê ê }

s _ o½ + ËÓ ü t8 £ x s + þ A$ í ) a כ ` ¦ _ p ô Ç . 5 mTorrü <

9 mTorr \ " f 7 £ x Ã Ìô Ç Ti Ê ê} É r (101) ~ ½ Ó ¾ Ó_ Ti x ß ¼

z ¤Ü ¼ 9 q $ ½ Ós ± ú ¤ ¦, 7 mTorr\ " f 7 £ x Ã Ìô Ç Ê ê}

(7)

Fig. 7. The chemical composition between Ti thick film and Al

₂

O

₃

substrate by measuring SEM and EDS.

Fig. 8. The diffusion path in the interface between Al

2

O

3

substrate and Ti thick films.

É r (201) ~ ½ Ó ¾ Ó_ Ti

3

Al x ß ¼ z ¤Ü ¼ 9 ] X Ã Ì§ 4 s Ä º Ã

º % i . " f o½ + ËÓ ü t8 £ x É r l ó ø Íõ Ê ê} s _ ] X Ã Ì

§

4 ` ¦ 7 £ x r v 9, : £ ¤ y Ti

3

Al o½ + ËÓ ü t_ Ò q t$ í s © H

% ò

¾ Ó` ¦ Å Ò% 3 [17].

3) \ P % o : r ¸\ É r Ti Ê ê} _ q $ ½ Óõ ] X Ã Ì§ 4 Fig. 6(c) H \ P % o : r ¸\ É r Ti Ê ê} _ q $ ½ Óõ e

> × æ ° ú כ` ¦ · p כ s . \ P % o : r ¸ 7 £ x < Ê\

q $ ½ Ó É r 180 µΩm Ð _ o \ O % 3 ¦, e >

× æ É r \ P % o : r ¸ 400

^◦

C Ê ê} _ â Ä º 11.2 NÜ ¼ Ð

© H ] X Ã Ì§ 4 ` ¦ ? /% 3 . Fig. 4_ SEM ³ ð + þ A ©

`

¦ ¶ ú ( R Ð , 400

^◦

C ü < 450

^◦

C \ " f l ó ø Íõ Ê ê} s _

×

æç ß 8 £ x` ¦ µ 1 Ï| ½ + É Ã º e Ü ¼ 9, s ü < ° ú É r × æç ß 8 £ x É r XRD ì

r$ 3 Ü ¼ ÐÂ Ò' · ú Ã º e 1 p w s Alõ Ti Ê ê} _ o½ + ËÓ ü t 8 £ x s

. : £ ¤ y 400

^◦

C \ " f \ P % o ô Ç Ti Ê ê} É r (201) ~ ½ Ó ¾ Ó_ Ti

3

Al x ß ¼ z ¤Ü ¼ 9, s M : Ti Ê ê} õ Al

2

O

3

l ó ø Í

s _ ] X Ã Ì§ 4 s © Ä ºÃ º % i .

Fig. 9. The schematic diagram of crystal structure for interface of Ti thick film and Al

₂

O

₃

substrate.

Fig. 7 É r dcØ ¦§ 4 1.5 kW, Ar ì r· ú q 7 mTorr \ P % o

: r ¸ 400

^◦

C \ " f 7 £ x Ã Ìô Ç Ti Ê ê} _ é ß ` ¦ SEM Ü ¼ Ð 8 £ ¤

&

ñ ¦, EDSZ O ` ¦ s 6 x # $ í ì r ì r$ 3 ô Ç כ s . Õ ªa Ë >\

è ß כ õ ° ú s Al

2

O

₃

l ó ø Íõ Ti Ê ê} s \

H × æç ß 8 £ x É r Ti, Al Õ ªo ¦ O_ $ í ì r Ü ¼ Ð + þ A$ í ÷ &# Q e Ü

¼ 9, s כ Ü ¼ ÐÂ Ò' × æç ß 8 £ x \ H Ti, Al Õ ªo ¦ O / B N > r ô

Ç H כ ` ¦ · ú Ã º e . s ü < ° ú É r & ³ © É r Ti Ê ê} ` ¦ 7 £ x

Ã

Ì½ + É M : dc Ø ¦§ 4 , Ar ì r· ú q Õ ªo ¦ \ P % o : r ¸\ _ K Al

₂

O

₃

l ó ø Í\ \ P \ -t ² ú ÷ & ¦, s \ P \ -t \ _ K Al

2

O

3

l ó ø Í\ > r F H p | ¾ Ó_ Alõ O_ S X í ß s µ 1 ÏÒ q tô Ç

. & ³F t Ð ¦ ) a Al, Ti, O s _ © ¨ î + þ A K $ 3 \ _

Al

2

O

3

Ti-Oü < © ¨ î + þ A` ¦ s À Ò ¦ e Ti-Alü <

¨ î

+ þ A` ¦ s À Ò ¦ e # Q ¸Al

2

O

3

\ " f Ti Al` ¦ u ¨ 8 # [ þ t

#

Qt H · ú § H [21]. " f Al

²

O

3

ü < í H Ã ºô Ç Ti ] X 8

ú

¤ ¦ e ` ¦ â Ä º, â > \ " f H p | ¾ Ó_ Al

2

O

3

ì r K

÷

&# Q + þ A$ í ) a Al " é ¶ ü < O " é ¶ ] X ô Ç Ti Ê ê} 5 Å q Ü ¼

Ð S X í ß ÷ &# Q [ þ t # Q ¦ e . s ü < ° ú s Al

²

O

3

l ó ø Í 0 A\ Ti Ê ê} ` ¦ 7 £ x Ã Ì½ + É M : â > \ " f Ò q t$ í | ¨ c Ã º e H Ó ü t| 9 _

Fig. 8 \ " fü < ° ú s Al

²

O

3

l ó ø Í_ Oü < Ti Ê ê} s ì ø Í6 £ x

# TiO\ ¦ Ò q t$ í 9, Alõ Ti Ê ê} s ì ø Í6 £ x # Ti

3

Al, TiAl, TiAl

2

, TiAl

3

ü < ° ú É r o½ + ËÓ ü t` ¦ + þ A$ í ½ + É Ã º e [22, 23]. s ü < ° ú É r o½ + ËÓ ü t[ þ t s ì ø Í6 £ x½ + É M : l ó ø Í\ ÷ & H

\ P

\ -t 7 £ x < Ê\ Als ´ ú §s í < Ê ) a o½ + ËÓ ü t` ¦ + þ

. Fig. 5(a)_ XRD ì r$ 3 Ü ¼ ÐÂ Ò' · ú Ã º e 1 p w s dc Ø ¦

§

4 s 7 £ x ½ + ÉÃ º2 ¤ Al_ ¸$ í q H o½ + ËÓ ü t s Ò q t$ í ÷ &% 3

. dc Ø ¦§ 4 s 1.5 kW{ 9 M : Ti

3

Alë ß + þ A$ í ÷ &t ë ß , 2.0 kW { 9

M : TiAl

²

ü < Ti

3

Al s < Êa + þ A$ í ÷ & 9, 2.5 kW{ 9 M : H TiAl

₃

ó ø Í\ 8 ´ ú § É r \ P \ -t ² ú ÷ &# Q 8 ´ ú § É r Al S X í ß s { 9

# Qè ß כ s . Fig. 5 (b) H Ar ì r· ú q \ É r XRD ì r

(8)

$ 3

õ \ ¦ ? /% 3 Ü ¼ 9, ¸ H ì r· ú q \ " f / B N: x& h Ü ¼ Ð TiO © s + þ A$ í ÷ &% 3 . s ü < ° ú s / B N: x& h Ü ¼ Ð TiO x ß ¼

+ þ A$ í ÷ & H " é ¶ É r O (7.8 × 10

⁻⁹

cm

²

/s)_ S X í ß > Ã º

Al (7.7 × 10

⁻⁷

cm

²

/s)_ S X í ß > Ã º Ð 100C ß ¼ l

£

x` ¦ + þ A$ í l M :ë H s . Tiü < O ì ø Í6 £ x É r / å L y Ø Ô>

' ÷ & 9, TiO o½ + ËÓ ü t Ò q t$ í s = å Q ° ú M : Al_ S X í ß s r

÷ &# Q Tiü < ì ø Í6 £ xô Ç . s ü <° ú s Al

²

O

3

l ó ø Í 0 A\ Ti Ê ê }

` ¦ 7 £ x Ã Ì % i ` ¦ M : > \ Ò q t$ í ÷ & H o½ + ËÓ ü t 8 £ x ½ ¨ ¸\ ¦ Fig. 9 \ ? /% 3 . Õ ªa Ë >\ " fü < ° ú s Al

²

O

3

8 £ x Ü ¼ ÐÂ Ò '

Al, O Ti Ê ê} 8 £ x Ü ¼ Ð S X í ß ÷ &# Q [ þ t # QÙ ¼ Ð TiO, Ti

₃

Al, TiAl

₃

ü < ° ú É r í H " f Ð o½ + ËÓ ü t 8 £ x s + þ A$ í ÷ &% 3 . Ar ì

r· ú q 7 £ x ½ + ÉÃ º2 ¤ Al_ 0 l x ¸ Z } É r TiAl

3

½ + Ë oÓ ü t` ¦ + þ

A$ í H X <, s כ É r Ar ì r· ú q 7 £ x ½ + ÉÃ º2 ¤ l ó ø Í\

÷ & H \ P \ -t ß ¼l M :ë H s . { 9 ì ø Í& h Ü ¼ Ð Ti ³ ð& h Ü

¼ ÐÂ Ò' Ti { 9 b # Q4 R ` ¦ M : Ar

⁺

s : r õ Ø æ[ t

>

÷ & H X < [19], s Ø æ[ t \ _ K Ti { 9 H \ -t \ ¦ { 9 ¦

\ P

\ -t \ ¦ Ò q t$ í ô Ç . Ar ì r· ú q 7 £ x ½ + ÉÃ º2 ¤ 8 ´ ú § É r Ø

æ[ t s µ 1 ÏÒ q t ¦ " f 8 ´ ú § É r \ P \ -t l ó ø Í\

÷ &# Q Al

2

O

3

l ó ø ÍÜ ¼ ÐÂ Ò' Al S X í ß s 7 £ x ô Ç .

s

ü < ° ú s Al

2

O

3

l ó ø Íõ Ti Ê ê} â > \ " f Ò q t$ í ) a

o½ + ËÓ ü t8 £ x É r ] X Ã Ì§ 4 õ x 9 ] X ô Ç ' aº s e Ü ¼ 9, & ñ ~ ½ Ó½ ¨ ¸

\

¦ + þ A$ í H Al

2

O

3

l ó ø Íõ ¹ ¢ ¤~ ½ Ó½ ¨ ¸\ ¦ + þ A$ í H Ti Ê ê }

s \ ¹ ¢ ¤~ ½ Ó½ ¨ ¸\ ¦ + þ A$ í H Ti

3

Al õ & ñ ~ ½ Ó½ ¨ ¸\ ¦ + þ A

$ í

H TiAl

3

o½ + ËÓ ü t s Ò q t$ í ÷ &# Q l ó ø Íõ Ê ê} s _

Â Ò& ñ ½ + Ë ` ¦ ¢ - a or & Å Ò# Q ] X Ã Ì§ 4 ` ¦ 7 £ x r v 9 [17], :

£

¤ y XRD ì r$ 3 õ ] X Ã Ì§ 4 8 £ ¤& ñ õ ÐÂ Ò' Ti

³

Al 8 £ x s

¿

IV. + s Ç Â ] Ø

dc Õ ªW 1à Ô : r Û ¼( ' a A ~ ½ ÓZ O ` ¦ s 6 x # Al

²

O

3

& ñ ½ ¨ ¸ ì r$ 3 , ] X Ã Ì§ 4 x 9 q $ ½ Ó 8 £ ¤& ñ ` ¦ : x # 6 £ § õ

° ú É r : r` ¦ % 3 % 3 .

1. Q : g º

dc Ø ¦§ 4 s 7 £ x ½ + ÉÃ º2 ¤ Ti Ê ê} ³ ð _ z · ú ß ¼l H & t

¦ Ê ê} ¿ ºa ¿ º 0 >& Ü ¼ 9 l ó ø Íõ Ti Ê ê} s \ + þ

A$ í ) a × æç ß 8 £ x_ ¿ ºa ¸ 7 £ x % i . Ar ì r· ú q 7 £ x

½ +

ÉÃ º2 ¤ ³ ð _ z · ú ß ¼l H y è % i Ü ¼ 9, ¿ ºa ¸ y è

% i . \ P % o : r ¸\ É r Ti Ê ê} _ ³ ð õ é ß ` ¦ ' a

¹

1 Ïô Ç õ 400 ∼ 450

^o

C \ " f \ P % o ô Ç Ti Ê ê} _ â Ä º Al

2

O

3

l ó ø Íõ Ti Ê ê} s _ × æç ß 8 £ x` ¦ + þ A$ í % i Ü ¼ 9,

³

2. + s ÇX N Ë ºÑ ÷ ± n ÉY c lI í Ä

Ti Ê ê} _ & ñ ½ ¨ ¸ H (100) õ (101) ~ ½ Ó ¾ Ó_ Ti x ß ¼

ß ¼> z ¤Ü ¼ 9, dc Ø ¦§ 4 , Ar ì r· ú q , \ P % o : r ¸

7 £ x < Ê\ Al

²

O

3

l ó ø Íõ Ti Ê ê} s _ â >

\

" f Ò q t$ í ÷ & H o½ + ËÓ ü t_ Al ¸$ í q 7 £ x # Ti

3

Al \

"

f TiAl

3

Ð o % i . s ü < ° ú s ¸$ í s É r o½ + ËÓ ü t s

+ þ A$ í ) a " é ¶ É r dc Ø ¦§ 4 , Ar ì r· ú q , \ P % o : r ¸ 7 £ x

< Ê\ Ti Ê ê} s 7 £ x Ã Ì| ¨ c M : Al

²

O

3

l ó ø Í\ ÷ &

H \ P \ -t 7 £ x # Als Ti Ê ê} A á ¤ Ü ¼ Ð S X í ß s { 9

#

Q l M :ë H s .

3. R $ [] § õ m Í ± n ÉY c lI í Ä

SEM õ EDS $ í ì r ì r$ 3 Ü ¼ ÐÂ Ò' Al

2

O

₃

l ó ø Íõ Ti Ê ê} s \ + þ A$ í ) a × æç ß 8 £ x_ " é ¶ è H Al, Ti, O s % i Ü

¼ 9, s ü < ° ú É r " é ¶ è[ þ t_ o½ + Ë\ _ K × æç ß 8 £ x s + þ A$ í ÷ &

%

3 . × æç ß 8 £ x \ + þ A$ í ) a o½ + ËÓ ü t É r TiO, Ti

3

Al, TiAl

3

Ð ½ ¨

$ í

÷ &% 3 Ü ¼ 9, : £ ¤ y Ti

3

Al o½ + ËÓ ü t s × æç ß 8 £ x \ ¿ º, > + þ A$ í

| ¨

c Ã º2 ¤ ] X Ã Ì§ 4 s Ä ºÃ ºô Ç Ti Ê ê} ` ¦ % 3 ` ¦ Ã º e % 3 . dc Ø

¦§ 4 , Ar ì r· ú q , \ P % o : r ¸\ É r q $ ½ Ó É r H o

\

¦ ? /t · ú § ¤ .

Al

₂

O

₃

l ó ø Íõ Ti Ê ê} s _ â > \ " f Ò q t$ í ) a o½ + Ë Ó

ü

t8 £ x É r ] X Ã Ì§ 4 õ x 9 ] X ô Ç ' aº s e Ü ¼ 9, & ñ ~ ½ Ó½ ¨ ¸\ ¦ + þ A

$ í

H Al

2

O

3

l ó ø Íõ ¹ ¢ ¤~ ½ Ó½ ¨ ¸\ ¦ + þ A$ í H Ti Ê ê} s

\ ¹ ¢ ¤~ ½ Ó½ ¨ ¸\ ¦ + þ A$ í H Ti

3

Al õ & ñ ~ ½ Ó½ ¨ ¸\ ¦ + þ A$ í

H TiAl

3

o½ + ËÓ ü t s Ò q t$ í ÷ &# Q l ó ø Íõ Ê ê} s _ Â

³

Al 8 £ x s ¿ º,

>

+ þ A$ í | ¨ c Ã º2 ¤ ] X Ã Ì§ 4 s 7 £ x % i .

P c

p 8 ý ò k >

: r ½ ¨ H í ß \ O " é ¶ Â Ò_ t % i + À : § 4 ª $ í \ O _

½

¨ õ Ð Ã º' ÷ &% 3 6 £ §.

Y c

p w Ã U Ø ô

[1] P. Osmokrovic and I. Krivokapic, IEEE Trans. on Power Delivery 11, 1 (1996).

[2] H. Kurosawa and Y. Kamijo, Int. Conf. Communi- cations 39, 1 (1981).

[3] T. Kajiwara, K. Maki, and H. Satoh, Review of the

ECL 33, 364 (1985).

(9)

[4] H. Kurosawa and H. Tominuro, IEEE Trans. Comp., Hybrids. Manuf. Technol. 8, 259 (1985).

[5] Woo-Chun and Choon-Sik Kang, J. of the Ko-rean Inst. Of Mat. And Mater. 29, 1038 (1991).

[6] J. H. Selcerian, F. S. Ohuchi, M. Bortz and M. R.

Notics, J. Mater. Sci. 26, 6300 (1990).

[7] C. Sung, J. Mater. Sci. 27, 3807 (1992).

[8] R. E. Tressler, T. L. Moore and R. E. Crane, J.

Mater. Sci. 8, 151 (1973).

[9] F. Hatakeyama, K. Suganuma and T. Okamoto, J.

Mater. Sci. 21, 2455 (1986).

[10] Woo-Chun Lee, Byeong-Joo Lee, Oh-Yang Kwon and Choon-sik Kang, J. of the Korean Inst. Of Mat.

And Mater. 21, 1122 (1993).

[11] X. L. Li, R. Hillel, F. Teyssandier, S. K. Choi, F. J.

J. Van Loo, Acta Metall. 40, 3149 (1992).

[12] M. X. Zhang, K. C. Hsieh, J. DeKock and Y. A.

Chang, Scr. Metall. 27, 1361 (1992).

[13] F. J. J. Van Loo, J. A. Van Beek, G. F. Bastin and R.

Metselaar, it Diffusion in Solids, (The Metallurgical Society, Warrendale, 1985). p. 231.

[14] F. J. J. Van Loo, Prog. Solid St. Chem. 20, 47 (1990).

[15] Sung Hoon Lee, Master Thesis, (Seoul National Uni- versity, 2001).

[16] S. R. Yoo and W. U. Oh, et al., Journal of the Ko- rean Institute of Telematics and Electronics 29, 660 (1992).

[17] B. M. Kim, S. B. Shin, C. Y. Kang and S. L. Lee, Korean Journal of Materials Research 3, 33 (1993).

[18] Y. Hoshi, E. Suzuki, and H. Shimizu, Electrochimic Acta 44, 3945 (1999).

[19] U. J. Jeong, H. H. Yang, J. M. Im, Y. J. Kim and G. C. Park, J. of the Korean Inst. of Electrical and Electonic Material Engineers 16, 753 (2003).

[20] M. L. Hitchman and K. F. Jensen, it Chemical Va- por Deposition, Principles and Applications, (Aca- demic Press, London, 1993). p. 620.

[21] B. J. Lee and N. Saunders, Z. Matallkd 34, 175 (1996).

[22] Byeong-Joo Lee, J. of the Korean Inst. Of Mat. and Mater. 34, 864 (1996).

[23] A. M. Kliauga, D. Travessa and M. Ferrante, Mater.

Character. 46, 65 (2001).

(10)

Physical Properties of Thick Ti Films Fabricated on the Al ₂ O ₃ Substrates by Using dc Magnetron Sputtering

Sun Young Lee, Chang Do Kim, Sun Hee Kang and Ill Won Kim

^∗

Department of Physics, University of Ulsan, Ulsan 680-749

Jae Won Lee, Young Hoon Ji and Jae Shin Lee

School of Materials Science and Engineering, University of Ulsan, Ulsan 680-749

Jang Seop Bae, Hyun Chang Kim and Young Sun Kim SMART Electronics, Ulsan 689-934

(Received 2 June 2005)

We have fabricated thick Ti metal films on Al

2

O

3

substrates by using dc magnetron sputtering and investigated the mechanical and thw electric properties as functions of the dc power (1.5, 2.0 and 2.5 kW), the argon-gas partial pressure (5, 7 and 9 mTorr) and the annealing temperature (300, 400, 450 and 500

^◦

C) at high vacuum pressure (10

⁻⁵

Torr). The SEM image, confirmed the existence of an interface layer between the thick Ti film and the Al

2

O

3

substrate, and an energy dispersive spectroscopic line analysis showed that the interface layer was a mixture of Ti and Al compounds. The interface layer was composed of TiO, Ti

3

Al and TiAl

3

, which were due to reactions in the interface due to diffusion of Al and O from the Al

2

O

3

substrate. This phenomenon can be explained by an enhancement in the diffusion velocities of Al and O due to the gain in the thermal energy of the substrate caused by increases in the with increasing dc power,the Ar partial pressure and the thermal annealing temperature when the thick Ti films were sputtered on the Al

2

O

3

substrates. The adhesion strength was enhanced by alleviating the lattice mismatch between the hexagonal phase of the thick Ti film and the tetragonal phase of the Al

2

O

3

substrate by forming an interface layer between TiAl

3

with a tetragonal phase and Ti

2

Al with a hexagonal phase.

The thickness of the interface layer increased with increasing dc power and Ar partial pressure. In particular, the adhesion strength increased with increasing thickness of the Ti

3

Al compound in the interface layer. The electric resistivity of the Ti films was not affected by variations in the dc power, the Ar partial pressure, or the thermal annealing temperature.

PACS numbers: 73.40,Ns

Keywords: Ti films, dc magnetron sputtering, Adhesion strength, Resistivity

∗

dc Magnetron Sputtering U ê s0 n É® z º Al 2 O 3 M   m ü; c  Ö «Y c l X ¢ Ti  ÄT c l8 ý ö n ÚP X ì Ä  ¤V R Ë

dc Magnetron Sputtering U ê s0 n É® z º Al 2 O 3 M   m ü; c  Ö «Y c l X ¢ Ti  ÄT c l8 ý ö n ÚP X ì Ä  ¤V R Ë

T ` 9 * å  ·  » ç ¡| ¡ · ~ ç ¡` 9 r ) ·  »G  B4 w H ∗

Ö

 ¦í ß @ / < Æ § Ó ü t o  < Æõ , Ö  ¦í ß  680-749

T

< 4 w H · U * å 0 å  · T <  , >

Ö

 ¦í ß @ / < Æ § '  é ß  èF / B N < ÆÂ Ò, Ö  ¦í ß  680-749

9  ç ¡) כ ·  »g ` @ ç ¡ ·  »* å ` 9

Û

¼ à Ô   (Å Ò), Ö  ¦í ß  689-934 (2005¸  6 Z 4 2{ 9  ~ Ã Î6 £ §)

dc Õ ªW 1à Ô : r Û ¼( ' a A ~ ½ ÓZ O Ü ¼ Ð Al

O

l ó ø Í 0 A\  Ti Ê ê}  `  ¦ 7 £ x Ã Ì #  dc Ø  ¦§ 4 (1.5, 2.0, 2.5 kW),



Ø Ô 4 H ì  r· ú q  (5, 7, 9 mTorr),   / B N \ P % o  (300, 400, 450, 500

C)  ¸| \    É r Ê ê}  _  % i  < Æ& h ,   l

& h : £ ¤$ í `  ¦  ¸  % i  . SEM 8 £ ¤& ñ Ü ¼ ÐÂ Ò'  Al

O

l ó ø Íõ  Ti Ê ê}    s \  ×  æç ß 8 £ x s   > r F  < Ê`  ¦ S X   

% i Ü ¼ 9, \  -t  ì  rí ß  ì  rF g (Energy Dispersive Spectroscopy, EDS)`  ¦ s 6 xô  Ç $ í ì  r ì  r$ 3 `  ¦ z ´r  

#

 ×  æç ß 8 £ x_  $ í ì  r s  Ti, Al Õ ªo  ¦ O " é ¶  è Ð s À Ò# Q4 R e  6 £ §`  ¦ S X    % i  . XRD ì  r$ 3   õ  ×  æç ß 8 £ x_ 

"

é

¶  è[ þ t É r TiO, Ti

Al, TiAl

ü < ° ú  É r o½ + ËÓ ü t`  ¦ + þ A$ í  ¦ e  Ü ¼ 9, s ü < ° ú  É r o½ + ËÓ ü t É r Al

O

l ó ø Í\ 

 <

ÊÄ »  ) a Al, O  Ti Ê ê}  Ü ¼ Ð S X í ß ÷ &# Q Tiü < ì ø Í6 £ x #  + þ A$ í  ) a  כ s  . S X í ß  É r Ti Ê ê}  s  Al

O

l ó ø Í 0 A\  7 £ x Ã Ì| ¨ c M : dc Ø  ¦§ 4 , Ar ì  r· ú q , \ P % o   : r  ¸ 7 £ x  < Ê\     l ó ø Í\    ÷ &  H \ P \  -t  7 £ x 

#  Alõ  O_  S X í ß  5 Å q  ¸ 7 £ x ÷ &% 3 l  M :ë  H s  . & ñ ~ ½ Ó½ ¨ ¸\  ¦   Al

O

l ó ø Íõ  ¹ ¢ ¤~ ½ Ó½ ¨ ¸\  ¦   Ti Ê ê}    s \  & ñ ~ ½ Ó½ ¨ ¸\  ¦   TiAl

ü < ¹ ¢ ¤~ ½ Ó½ ¨ ¸\  ¦   Ti

Al o½ + ËÓ ü t 8 £ x s  + þ A$ í ÷ &# Q l ó ø Íõ  Ê ê }

   s _      Â Ò& ñ ½ + Ë  `  ¦ ¢ - a or &  Ti Ê ê}  õ  Al

O

l ó ø Í  s _  ] X  Ã Ì§ 4 `  ¦  ¾ Ó © r (   . dc Ø  ¦§ 4 õ  Ar ì  r· ú q  7 £ x ½ + ÉÃ º2  ¤ ×  æç ß 8 £ x_  ¿ ºa  7 £ x % i Ü ¼ 9, : £ ¤ y  ×  æç ß 8 £ x \  + þ A$ í  ) a Ti

Al o½ + ËÓ ü t 8 £ x s  ¿ º , 

>  + þ A$ í | ¨ c Ã º2  ¤ ] X  Ã Ì§ 4 s   ¾ Ó © ÷ &% 3  . dc Ø  ¦§ 4 , Ar ì  r· ú q , \ P % o   : r  ¸   o\    É r Ti Ê ê}  _  q 

$

 ½ Ó É r  H   o\  ¦  ? /t  · ú §  ¤ .

PACS numbers: 73.40,Ns

Keywords: Ti Ê ê}  , dc Õ ªW 1à Ô : r Û ¼( ' a A, ] X  Ã Ì§ 4 , q $  ½ Ó

I. " e Â ] Ø



¸Z þ t± ú   6 x ÷ & ¦ e    H @ /Â Òì  r_     l l   H ì ø Í ¸^  Â Ò

¾

¡

§_   6 x õ   ¦x 9  ¸_  z ´ ©  o x 9 l l _   è+ þ A o Ð   

#

 ± ú  É r   · ú \ " f   1 l x½ + É Ã º e    H  © & h s  e    H ì ø Í  \  z   ø @ (~ü)1 p x õ  ° ú  É r  ¦  · ú ,  ¦  À Ó_  " ft  (surge)\  @ / ô 

Ç $  ½ Ó§ 4 s    ô  Ç é ß & h s  e   . : £ ¤ y , :  x  ì  r  \   6 x ÷ &



 H     § ¨ 8  l _   â Ä º   5 Å x ¾ ¡ §| 9 _   ¾ Ó © `  ¦ 0 AK  z  ø @ x 9

 

§ 4 Ä » ¸\  @ /ô  Ç ? /½ ¨§ 4 s    ô  Ç ì ø Í ¸^   è \  ¦ ´ ú §s    6

x  ¦ e   . l l \   6 x ÷ &  H ì ø Í ¸^   è _   ¦  · ú  x 9

E-mail: [email protected];

Tel: 052-259-2323, Fax: 052-259-1693



¦  À Ó 1 p x_  " ft \  @ /ô  Ç ? /½ ¨$ í s  b  # Qf  Ü ¼ Ð+  l l  _   ¸  1 l x 0 p x$ í s  Z  }  t l  M :ë  H \  " ft   Ð ñ  è _ 



6 x s   9 Ã º& h s  . þ j  H { 9  : r_  p ç ¼q r  \ " f · ú À Ò p

  l ó ø Í\  Ti>  Ê ê}  `  ¦ 7 £ x Ã Ì #  Ô  ¦ Ö ¸$ í l ^ \  ¦ G î  r Ä

»o ü < x 9 4  xô  Ç ] j¾ ¡ §`  ¦ õ   · ú   Ð ñ  è  Ð" f r ó ø Í  ¦ e 

 . s ü < ° ú  É r ] j¾ ¡ §`  ¦ l ^  4  x{ 9 + þ A õ   · ú   Ð ñ  è  (Gas Filled Surge Absorber, GFSA)  ¦   H X < s  כ  É r

 É r " ft   Ð ñ  è \  q K  6 £ x² ú 5 Å q  ¸ü <   ø @$ í s  8 A# Q

 9 ì ø Í% ò ½ ¨& h Ü ¼ Ð  6 x s  0 p x   [1]. s  M :, Al

O

l  ó

ø Íõ  Ti Ê ê}  _  ] X  Ã Ì§ 4 õ  Ê ê}  _    $  ½ Ó É r GFSA   ø @$ í

\

 B Ä º  H % ò  ¾ Ó`  ¦ p u  9  è _  : £ ¤$ í \  ¸ % ò  ¾ Ó`  ¦ ï  r .



dc Magnetron Sputtering U ê s0 n É® z º Al 2 O 3 M m ü; c Ö «Y c l X ¢ Ti ÄT c l8 ý ö n ÚP X ì Ä ¤V R Ë

dc Magnetron Sputtering U ê s0 n É® z º Al ₂ O 3 M m ü; c Ö «Y c l X ¢ Ti ÄT c l8 ý ö n ÚP X ì Ä ¤V R Ë

T ` 9 * å · » ç ¡| ¡ · ~ ç ¡` 9 r ) · »G B4 w H ^∗

¦í ß @ / < Æ § Ó ü t o < Æõ , Ö ¦í ß 680-749

< 4 w H · U * å 0 å · T < , >

¦í ß @ / < Æ § ' é ß èF / B N < ÆÂ Ò, Ö ¦í ß 680-749

9 ç ¡) כ · »g ` @ ç ¡ · »* å ` 9

¼ à Ô (Å Ò), Ö ¦í ß 689-934 (2005¸ 6 Z 4 2{ 9 ~ Ã Î6 £ §)

dc Õ ªW 1à Ô : r Û ¼( ' a A ~ ½ ÓZ O Ü ¼ Ð Al

l ó ø Í 0 A\ Ti Ê ê} ` ¦ 7 £ x Ã Ì # dc Ø ¦§ 4 (1.5, 2.0, 2.5 kW),

Ø Ô 4 H ì r· ú q (5, 7, 9 mTorr), / B N \ P % o (300, 400, 450, 500

C) ¸| \ É r Ê ê} _ % i < Æ& h , l

& h : £ ¤$ í ` ¦ ¸ % i . SEM 8 £ ¤& ñ Ü ¼ ÐÂ Ò' Al

l ó ø Íõ Ti Ê ê} s \ × æç ß 8 £ x s > r F < Ê` ¦ S X

% i Ü ¼ 9, \ -t ì rí ß ì rF g (Energy Dispersive Spectroscopy, EDS)` ¦ s 6 xô Ç $ í ì r ì r$ 3 ` ¦ z ´r

× æç ß 8 £ x_ $ í ì r s Ti, Al Õ ªo ¦ O " é ¶ è Ð s À Ò# Q4 R e 6 £ §` ¦ S X % i . XRD ì r$ 3 õ × æç ß 8 £ x_

¶ è[ þ t É r TiO, Ti

ü < ° ú É r o½ + ËÓ ü t` ¦ + þ A$ í ¦ e Ü ¼ 9, s ü < ° ú É r o½ + ËÓ ü t É r Al

l ó ø Í\

<

ÊÄ » ) a Al, O Ti Ê ê} Ü ¼ Ð S X í ß ÷ &# Q Tiü < ì ø Í6 £ x # + þ A$ í ) a כ s . S X í ß É r Ti Ê ê} s Al

l ó ø Í 0 A\ 7 £ x Ã Ì| ¨ c M : dc Ø ¦§ 4 , Ar ì r· ú q , \ P % o : r ¸ 7 £ x < Ê\ l ó ø Í\ ÷ & H \ P \ -t 7 £ x

# Alõ O_ S X í ß 5 Å q ¸ 7 £ x ÷ &% 3 l M :ë H s . & ñ ~ ½ Ó½ ¨ ¸\ ¦ Al

l ó ø Íõ ¹ ¢ ¤~ ½ Ó½ ¨ ¸\ ¦ Ti Ê ê} s \ & ñ ~ ½ Ó½ ¨ ¸\ ¦ TiAl

ü < ¹ ¢ ¤~ ½ Ó½ ¨ ¸\ ¦ Ti

Al o½ + ËÓ ü t 8 £ x s + þ A$ í ÷ &# Q l ó ø Íõ Ê ê }

s _ Â Ò& ñ ½ + Ë ` ¦ ¢ - a or & Ti Ê ê} õ Al

l ó ø Í s _ ] X Ã Ì§ 4 ` ¦ ¾ Ó © r ( . dc Ø ¦§ 4 õ Ar ì r· ú q 7 £ x ½ + ÉÃ º2 ¤ × æç ß 8 £ x_ ¿ ºa 7 £ x % i Ü ¼ 9, : £ ¤ y × æç ß 8 £ x \ + þ A$ í ) a Ti

Al o½ + ËÓ ü t 8 £ x s ¿ º ,

> + þ A$ í | ¨ c Ã º2 ¤ ] X Ã Ì§ 4 s ¾ Ó © ÷ &% 3 . dc Ø ¦§ 4 , Ar ì r· ú q , \ P % o : r ¸ o\ É r Ti Ê ê} _ q

½ Ó É r H o\ ¦ ? /t · ú § ¤ .

Keywords: Ti Ê ê} , dc Õ ªW 1à Ô : r Û ¼( ' a A, ] X Ã Ì§ 4 , q $ ½ Ó

¸Z þ t± ú 6 x ÷ & ¦ e H @ /Â Òì r_ l l H ì ø Í ¸^ Â Ò

§_ 6 x õ ¦x 9 ¸_ z ´ © o x 9 l l _ è+ þ A o Ð

± ú É r · ú \ " f 1 l x½ + É Ã º e H © & h s e H ì ø Í \ z ø @ (~ü)1 p x õ ° ú É r ¦ · ú , ¦ À Ó_ " ft (surge)\ @ / ô

Ç $ ½ Ó§ 4 s ô Ç é ß & h s e . : £ ¤ y , : x ì r \ 6 x ÷ &

H § ¨ 8 l _ â Ä º 5 Å x ¾ ¡ §| 9 _ ¾ Ó © ` ¦ 0 AK z ø @ x 9

§ 4 Ä » ¸\ @ /ô Ç ? /½ ¨§ 4 s ô Ç ì ø Í ¸^ è \ ¦ ´ ú §s 6

x ¦ e . l l \ 6 x ÷ & H ì ø Í ¸^ è _ ¦ · ú x 9

¦ À Ó 1 p x_ " ft \ @ /ô Ç ? /½ ¨$ í s b # Qf Ü ¼ Ð+ l l _ ¸ 1 l x 0 p x$ í s Z } t l M :ë H \ " ft Ð ñ è _

6 x s 9 Ã º& h s . þ j H { 9 : r_ p ç ¼q r \ " f · ú À Ò p

l ó ø Í\ Ti> Ê ê} ` ¦ 7 £ x Ã Ì # Ô ¦ Ö ¸$ í l ^ \ ¦ G î r Ä

»o ü < x 9 4 xô Ç ] j¾ ¡ §` ¦ õ · ú Ð ñ è Ð" f r ó ø Í ¦ e

. s ü < ° ú É r ] j¾ ¡ §` ¦ l ^ 4 x{ 9 + þ A õ · ú Ð ñ è (Gas Filled Surge Absorber, GFSA) ¦ H X < s כ É r

É r " ft Ð ñ è \ q K 6 £ x² ú 5 Å q ¸ü < ø @$ í s 8 A# Q

9 ì ø Í% ò ½ ¨& h Ü ¼ Ð 6 x s 0 p x [1]. s M :, Al

l ó

ø Íõ Ti Ê ê} _ ] X Ã Ì§ 4 õ Ê ê} _ $ ½ Ó É r GFSA ø @$ í

B Ä º H % ò ¾ Ó` ¦ p u 9 è _ : £ ¤$ í \ ¸ % ò ¾ Ó` ¦ ï r .

¦ · ú / ¦ À Ó_ " ft ÷ &% 3 ` ¦ M :, Ê ê} _ y © ô Ç ] X

Ã

Ì§ 4 É r Ê ê} _ » 1 Ï} ` ¦ þ j è oK Å Ò ¦, ± ú É r $ ½ Ó É r õ

· ú Ð ñ è _ ì ø Í6 £ x r ç ß ` ¦ é ß » ¡ ¤ r & ï r [2–4]. : £ ¤ y Ê

ê} _ ] X Ã Ì§ 4 É r Al

l ó ø Íõ Ti Ê ê} s _ â > \ Ò q

t$ í ÷ & H o½ + ËÓ ü t \ _ K 7 £ x | ¨ c Ã º e . Al

\ Ti Ê ê }

` ¦ 7 £ x Ã Ìr v H â Ä º â > \ Ti-O (TiO) + þ A$ í ÷ & H t

Ti-Al (Ti

Al, TiAl 1 p x) + þ A$ í ÷ & H t H ] X ½ + Ë^ _ l

& h : £ ¤$ í \ & ê ø Í % ò ¾ Ó` ¦ ï r . Õ ª Q s Qô Ç â > ì

ø Í6 £ x Ò q t$ í Ó ü t É r â > 8 £ x_ p [ j < Êõ 8 £ ¤& ñ © q _ ô Ç>

Ð # & ñ S X ô Ç " é ¶ ` ¦ ¹ 1 Ôl # Q 9Ä º 9 { 9 ì ø Í& h Ü ¼ Ð

¨ [ þ t s \ ¸ ´ ú § É r s | s > r F ¦ e . Al

ê} s _ â > ì ø Í6 £ x Ò q t$ í Ó ü t` ¦ ½ ©" î l 0 AK Ã º´ ú §

É

r ½ ¨ [ þ t_ ½ ¨ü < 7 HÔ q ts s # Q4 R M ® o6 £ § \ ¸ Ô ¦ ½ ¨ ¦ [5–9], z ´] j í H Ã º Ti_ â Ä º â > \ Ti-Al + þ A$ í ) a H

כ

s · ú 9t l t H ¸ ½ r ç ß ` ¦ 9 כ ¹ Ð % i [7]. : £ ¤ y

, þ j H \ í H Ã º Tiü < Al

s _ â > ì ø Í6 £ x \ ' aô Ç

ñ x 9 ô Ç z ´+ « > õ [ þ t \ _ # [10–12] Ti-Al o½ + ËÓ ü t + þ A$ í

¦ " î S X y Ð# Å Ò ¦ e t ë ß , Ti

Al ü @\ TiAls # Q " â Ä

º\ H + þ A$ í ÷ & ¦ ¢ ¸ # Q " â Ä º\ H + þ A$ í ÷ &t · ú § H t \

'

aô Ç z ´+ « >& h z ´` ¦ f ¸ " î S X > [ O " î t 3 l w ¦ e

. Å Ò Ð [ j b ½ + ËF K > \ ¦ @ / © Ü ¼ Ð S X í ß © \ " f â >

ì ø Í6 £ x Ò q t$ í Ó ü t s 8 £ x Ê ê} _ + þ AI Ð + þ A$ í | ¨ c â Ä º Õ ª C

í H " f\ @ /ô Ç \ V8 £ ¤ É r Van Loo [13,14] 1 p x \ _ K ] jr