Characterization and Mechanical Properties of Silicon Nitride Films with Various Nitrogen Contents

질소함유량에 따른 질화규소 박막의 특성 및 기계적 성질

기계가공용으로 개발된 3성분계 Ti-Si-N 코팅막은 약 40㎬이상의 초고경도이며, 그 미세구조는 나노입자의 TiN결정과 비정질 Si$_3$N$_4$로 이루어져 있다. Ti-Si-N 코팅의 경도는 극소량 Si를 첨가함에 따라 급격히 증가하였으며, 7.7at%에서 약 45㎬이었다. 그 이상에서는 감소하였다. 본 연구는 Ti-Si-N 코팅에서 규소첨가에 따른 박막에 형성하는 질화규소 또는 규소의 특성을 조사하기 위하여 질화규소 박막을 제조하여 그 특성 및 기계적 성질을 조사하였다. 스퍼터링 방법으로 제조한 질화규소 박막의 표면 및 내부구조를 광학현미경, 주사전자현미경, 투과전자현미경 그리고 AFM으로, 정성 및 정량을 EPMA와 EDS로, 결정성을 박막 엑스선회 절분석기로, 화학 결합구조을 XPS으로 분석하였다. 그리고 나노인덴터를 이용하여 박막의 경도와 탄성계수를 조사하였다.