• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2000.02a
• /
• pp.94-94
• /
• 2000

증류수(Distilled Water)와 메탄올(CH3OH)의 혼합용액을 전기분해하여 Si 기판위에 다이아몬드상 카본을 증찰하였다. Si 기판은 HF(16%) 용액으로 산화막을 제거하고, 전이금속 Co, Ni 박막을 증착시킨 후 전기 분해 장치의 전극 (-)단자에 연결하였다. (+)단자에는 순도 99%의 탄소 전극을 사용하였다. 기존의 에탄올, 에틸렌 글리콜(H2O-HOCH2CH2OH), 메탄올등의 전해질에 1000V 이상의 고전압을 인가하는 방법대신 메탄올과 증류수, 그리고 암모니아수(NH4OH)의 비를 달리하는 혼합액을 전해질로 사용하였다. 그결과 낮은 전압 (800V 이하)과 낮은 온도(6$0^{\circ}C$ 미만)에서도 다이아몬드상 카본을 증착할 수 있었다. 증착한 시료와 용액은 XRD, SEM, FT-IR 등을 이용하여 분석하였다.

• Journal of the Korean Vacuum Society
• /
• v.3 no.1
• /
• pp.122-129
• /
• 1994

MWPECVD법으로 CH3CHO-H2 계와 CH4-H2-O2 계로부터 Si 기판 위에 다이아몬드박막을 성장 시키고 성장된 박막을 SEM XRD 및 Raman 분광기로 평가하고 박막과 입자의 성장률을 조사하였다. 마이크로 판전력 950W 반응관압력 80torr 수소유량 200sccm 기판온도 95$0^{\circ}C$ 및 CH3CHO농도 3.5%로 5시간 성장시킨 다이아몬드의 박막성장율은 $4mu$m/hr가 되어고 12%$960^{\circ}C$로 Si기판 위에 5시간 성장시킨 다이아몬드의 박막성장율은 3.2$\mu$m/hr가 되었다.

• Korean Journal of Materials Research
• /
• v.5 no.6
• /
• pp.732-742
• /
• 1995

Effects of the substrate pretreatment on uncleation density of the diamond thin films have been investigated. The film was prepared using the hot-filament CVD reactor with the mixture of methane and hydrogen. The substrate pretreatment was done in three different ways: predeposition of carbon on the substrate, soot on the substrate, and graphite on the substrate. All three cases enhanced the nucleation density of diamond. And the effect was more marked in the first and the second cases than in the third one. In the first case where the substrate was predeposited by the carbon phase, a very smooth and uniform film of diamond could be obtained. Since the bound strength between the substrate and the predeposited carbon phase is relatively weak, separation of the diamond film layer from the substrate was found to be easy.

• Korean Journal of Materials Research
• /
• v.7 no.1
• /
• pp.27-32
• /
• 1997

본 연구에서는 고밀도 플라즈마를 형성하는 planar magnetron RF 플라즈마 CVD를 이용하여 DLC(diamond-like carbon) 박막을 합성하였다. 이 방법을 이용하여 DLC 박막을 합성한다면 고밀도 플라즈마 때문에 종래의 플라즈마 CVD(RF-PECVD)법보다 증착속도가 더욱더 향상될 것이라는 것에 착안하였다. 이를 위해 magnetron에 의한 고밀도 플라즈마가 존재할 때도 역시 DLC박막형성에 미치는 RF 전력과 반응가스 압력이 중요한 반응변수인가에 대해 조사하였고, 일정한 자기장의 세기에서 RF전력과 DC self-bias 전압과의 관계를 조사하였다. 또한 RF전력변화에 따른 박막의 증착속도와 밀도를 측정하였다. 본 연구에 의해 얻어진 박막의 증착속도는 magnetron에 의한 이온화율이 매우 높아 기존의 RF-PECVD 법보다 매우 빠르며, DLC박막의 구조와 물질특성을 알아보기 위해 FTIR(fourier transform infrared)및 Raman 분광분석을 행한 결과 전형적인 양질의 고경질 다이아몬드상 탄소박막임을 알 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2013.02a
• /
• pp.703-703
• /
• 2013

다이아몬드상 탄소 박막(Diamond-like carbon, DLC) 박막은 낮은 마찰 계수, 높은 내마모성, 화학적 안정성, 적외선 영역에서의 높은 투과율 등의 장점을 바탕으로 MEMS (Micro-Electro Mechanical System) 소자와 MMAs (Moving Mechanical Assemblies)의 고체윤활코팅, 마그네틱 미디어와 하드디스크의 슬라이딩 표면 등 다양한 분야에 코팅소재로써 응용되어왔다 [1,2]. 현재 전기철도용 집전판은 마찰이 적고 전도성을 지니는 카본 소재로 구성되어 있다. 그러나 그 마모 비율이 너무 심하여 이를 개선할 수 있는 방안으로 고경도 저마찰력을 지니는 DLC 박막을 코팅 소재로써 제안하고자 한다. 그러나 기존에 DLC 박막은 절연특성이 매우 우수하기 때문에 기존에 전도성을 지니는 카본 집전판에 적용하기에는 어려움이 따른다. 따라서 DLC 박막 내에 실리콘(Si) 또는 금속(Metal)을 첨가시키거나, 금속 중간층을 포함시켜 전기적으로 전도특성을 향상시키는 방안이 제시되고 있으며, 본 연구에서는 DLC 박막과 유사하게 우수한 경도특성을 지니고, 낮은 마찰계수등을 지니는 비정질 탄소박막을 연구하여 카본 집전판에 코팅하고자하며, 특히 비정질 탄소박막에 금속 Ti를 도핑하여 집전판과의 접착력과 전기적 전도 특성을 향상시키고자 한다. Ti가 도핑된 탄소박막(TiC) 박막은 비대칭 마그네트론 스퍼터링(unbalanced magnetron sputtering; UBMS) 시스템을 이용하여 제작하였으며, 스퍼터링 조건 중 기판에 인가되어지는 기판온도에 따라 변화되어지는 TiC 박막의 트라이볼로지(Tribology) 특성을 고찰하고자 하였다. 증착시 기판온도의 증가는 TiC 박막의 경도, 마찰계수 특성등 트라이볼로지 특성을 향상시켰으며, 전기적 전도 특성을 향상시켰다. 이러한 결과는 스퍼터링 방법에 의해 증착되어진 TiC 박막내에 존재하는 sp2 결합과 관계가 있음을 확인할 수 있으며, 트라이 볼로지 특성은 TiC 박막내에 sp2 탄소결합의 비율 증가와 관련되어졌다. 특히 sp2 탄소결합은 TiC 박막 증착시 증가된 기판온도와 밀접한 관계가 있으며 기판온도의 증가에 따라 나노결정 클러스터의 크기와 수의 변화와 밀접한 관계가 있음을 확인하였다. 결국 기판온도는 TiC 박막의 트라이볼로지 특성을 향상시켰으며, 전기적 특성 또한 향상시켜 전기철도 집전판에 응용을 위한 소재로 평가할 수 있다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2014.02a
• /
• pp.446-446
• /
• 2014

흑연(graphite)과 티타늄(titanum; Ti) 타겟이 양쪽에 부착되어 있는 비대칭 마그네트론 스퍼터링 장치를 이용하여 Ti이 도핑되어진 다이아몬드상 탄소박막(Ti doped Diamond-like carbon, DLC:Ti)을 증착하였다. 흑연과 티타늄 타겟의 파워는 고정하고 기판에 음의 DC 바이어스를 인가하여 DC 바이어스 변화에 따른 DLC:Ti 박막을 증착하였다. 증착되어진 박막의 음의 DC 바이어스의 변화에 따라 변화되어지는 경도와 마찰계수, 표면의 거칠기, 접촉각 등의 물리적 특성들을 분석하였으며, XPS와 라만등의 분석법을 이용하여 박막의 구조적 특성을 분석하였으며, 패시베이션 층을 위한 전기적 특성등을 평가하여 이들 특성들간에 관계를 고찰하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
• /
• 2007.11a
• /
• pp.37-38
• /
• 2007

Si Interlayer의 두께가 DLC (Diamond-like Carbon) 박막의 조도 및 미세 조직에 미치는 영향을 AFM 및 TEM을 이용하여 조사하였다. DLC 박막은 이온빔 소스를 이용하여 벤젠가스를 플라즈마 분해하여 기판에 증착하였고 기판에는 2kV의 펄스전원을 인가하였다. 기판은 Si Wafer와 초경을 이용하였으며 초경의 경우 평균조도가 20nm이하가 되도록 연마하여 사용하였다. Si Interlayer는 스퍼터링 소스를 이용하여 제조하였고 증착 시간에 따라 두께를 달리하여 약 90nm까지 변화시켰다. Si Interlayer만 증착하였을 경우 조도에 큰 차이를 나타내었으나 Interlayer 위에 DLC가 코팅되면 조도가 감소하여 Si 두께와는 상관이 없는 것으로 나타났다. 본 연구에서는 Interlayer에 두께에 따른 조도변화와 함께 피막의 조직 및 경도 변화 등에 대해 고찰하였다.

• Korean Journal of Materials Research
• /
• v.8 no.11
• /
• pp.1067-1073
• /
• 1998

High quality diamond films of the silicon on diamond (SOD) structure are deposited using CO and $H_2$ gas mixture in microwave plasma chemical vapor deposition (CVD), a SOD structure is fabricated using low pressure CVD polysilicon on diamond/ Si(100) substrate. The crystalline structure of the diamond films which composed of { 111} and {100} planes. were changed from octahedral one to cubo-octahedron one as the CO/$H_2$ ratios are increased. The high quality diamond films without amorphous carbon and non-diamond elements were deposited at the CO/$H_2$ flow rate of 0.18. and the main phase of the diamond films shows (111) plane. The diamond/Si(lOO) structure shows that the interface is flat without voids. The measured dielectric constant. leakage current and breakdown field were $5.31\times10^{-9}A/cm^2$ and $9\times{10^7}{\Omega}cm$ respectively.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
• /
• 2004.10a
• /
• pp.467-470
• /
• 2004

Diamond-Like Carbon (DLC) thin film is a semiconductor with high mechanical hardness, low friction coefficient, high chemical inertness, and optical transparency. DLC thin films have widespread applications as protective coatings and solid lubricant coatings in areas such as Hard Disk Drive (HDD) and Micro-Electro-Mechanical-Systems (MEMS). In this work, the wear characteristics of DLC thin films deposited on silicon substrates using a DC-magnetron sputtering system were analyzed. The wear tracks were measured with an Atomic Force Microscope (AFM). To identify the sp2 and sp3 hybridization of carbon bonds and other bonds Raman spectroscopy was used. The structural information of DLC thin films was obtained with Fourier transform infrared spectroscopy and wear tests were conducted by using a micro-pin-on-reciprocator tester. Results showed that the wear characteristics were dependent on the sputtering conditions. The wear rate could be correlated with the bonding state of the DLC thin film.

• Journal of the Korean Vacuum Society
• /
• v.7 no.3
• /
• pp.248-254
• /
• 1998

DLC(Diamond-Like-Carbon) thin film, one of the solid state amorphous carbon films, has been deposited by the method of PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition). The structural features have been characterized using both FT-IR Spectroscopy and Raman Scattering. The film is considered to consist of microcrystalline diamond domains and graphitelike carbon domains, which are interconnected by hydrogenated $sp^3$ tetrahedral carbons. This shows a good agreement with the results by I-Vmeasurements. In I-Vstudy, the sudden increase of current has been observed and this phenomenon is understood to be due to the tunneling effect between graphitelike domains. A characteristic feature related to the $\beta$-SiC has been identified in the study of Raman Scattering for the very thin film, which suggests that a buffer layer forms at the interface of the Si substrate and the carbon film.