• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2011년도 춘계학술대회 및 Fine pattern PCB 표면 처리 기술 워크샵
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• pp.141-141
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• 2011

DLC(Diamond Like Carbon) 박막은 높은 경도, 낮은 마찰계수, 내화학성 등의 우수한 트라이볼로지적 특성을 가지고 있기 때문에 다양한 산업분야에서 적용되고 있다. 이러한 DLC 박막은 합성기구나 구조의 관점에서 몇 가지 다른 이름으로 불려지기도 한다. 밀도와 경도가 높기 때문에 경질탄소(Hard Carbon)라고도 불려지며, 수소를 함유한 경우에는 수소함유 비정질 탄소(Hydrogenated Amorphous Carbon)이라는 이름이 사용되며, 고밀도 탄소(Dense Carbon) 또는 고밀도 탄화수소(Dense Hydrocarbon)라고 불리기도 한다. 이렇듯 DLC 박막은 합성방법에 따라 함유된 수소와 탄소의 결합구조의 차이가 있다. 수소 함유한 DLC 박막은 20~50%까지 수소를 함유하며, DLC막의 기계적, 광학적, 전기적 특성들이 수소함량과 밀접한 관계를 가지고 있는 것으로 알려져 있다. 그러나 함유된 수소가 $300^{\circ}C$ 이상의 온도에서는 쉽게 결합에서 이탈되면서 흑연화와 더불어 마찰마모시 코팅층의 파손이 발생한다고 보고되고 있고, 또한 수소량이 증가함에 따라 DLC 박막의 경도는 감소하게 되는데, 이는 수소에 의해 dangling bond가 Passivation되면 탄화수소의 3차원적인 Crosslinking은 그만큼 감소하게 되기 때문이라고 알려져 있다. 본 연구에서는 PECVD를 이용하여 여러 가지 공정에 따른 DLC 박막을 증착시켰으며, 수소함유량에 따른 DLC막의 구조와 그에 따른 경도 변화를 살펴보았다. FTIR(Furier Transform Infrared Spectroscopy)과 Raman Spectroscopy을 이용하여 DLC막의 수소의 결합상태를 관찰하였으며, Nano Indentation을 사용하여 미소경도를 측정하였고, FE-SEM을 이용하여 표면과 단면을 관찰하였다. 막의 두께 측정에는 ${\alpha}$-Step을 사용하였으며, Ball-on-Disk 타입의 Tribo-meter을 이용하여, 모재의 경도에 따른 마찰계수 변화를 관찰하였다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 1999년도 추계학술발표강연 및 논문개요집
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• pp.136-136
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• 1999

• 한국진공학회지
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• 제10권1호
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• pp.104-111
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• 2001

$SiH_4$, $CH_4$, $B_2H_6$ 혼합기체를 이용하여 플라즈마 화학증착법으로 비정질 탄화실리콘(a-SiC:H) 박막을 증착하였다. 기상 doping 농도를 0에서 $2.5\times10^{-2}$ 범위에서 변화시켜 얻은 박막의 물성을 SEM, XRD, Raman 분광법, FTIR, SIMS, 광흡수도와 전기전도도 분석을 통하여 살펴보았다. $B_2H_6$/($CH_4+SiH_4$) 기체유량비가 증가할수록 붕소의 도핑효율와 미세결정성은 감소하였다. 증착 중 $B_2H_6$ 기체가 첨가됨에 따라 비정질 탄화실리콘 박막의 Si-C-H 결합기의 강도는 감소하였으며, 이의 영향으로 박막내의 수소함량은 $B_2H_6/(SiH_4+CH_4$) 기체 유량비가 증가함에 따라 16.5%에서 7.5%로 단조감소하였다. $B_2H_6(CH_4+SiH_4$) 기체유량비가 증가할수록 a-SiC:H 박막의 광학적 밴드갭과 전기활성화 에너지는 감소하였고, 전기전도도는 증가하였다.

• Tribology and Lubricants
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• 제32권4호
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• pp.125-131
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• 2016

In recent years, thick ta-C coating has attracted considerable interest owing to its existing and potential commercial importance in applications such as automobile accessories, drills, and gears. The thickness of the ta-C coating is an important parameter in these applications. However, the biggest problems are achieving efficient coating and uniformity over a large area with high-speed deposition. Feasibility is confirmed for the ta-C coating thickness of up to 9.0 µm (coating speed: 3.0 µm/h, fixed substrate) using a single FCVA cathode. The thickness was determined using multiple coating cycles that were controlled using substrate temperature and residual stresses. In the present research, we have designed a coating system using FCVA plasma and produced enhanced thick ta-C coating. The system uses a specialized magnetic field configuration with stabilized DC arc plasma discharge during deposition. To achieve quality that is acceptable for use in automobile accessories, the magnetic field, T-type filters, and 10 pieces of a multi-cathode are used to demonstrate the deposition of the thick ta-C coating. The results of coating performance indicate that uniformity is ±7.6 , deposited area is 400 mm, and the thickness of the ta-C coating is up to 5.0 µm (coating speed: 0.3 µm/h, revolution and rotation). The hardness of the coating ranges from 30 to 59 GPa, and the adhesion strength level (HF1) ranges from 20 to 60 N, depending on the ta-C coating.

• 한국재료학회지
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• 제9권10호
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• pp.1006-1011
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• 1999

$SiH_4$, $CH_4$, $B_2H_6$ 혼합기체를 이용하여 플라즈마 화학증착법으로 탄화실리콘 (a-SiC:H) 박막을 증착하였다. 증착중에 혼합기체중의$CH_4$농도 ($CH_4/CH_4+SiH_4$)를 변화시켜 얻은 박막의 물성을 SEM, XRD, Raman 분광법, FTIR, XPS, 광흡수도와 광전도도 분석을 통하여 살펴보았다. $SiH_4$기체만 이용하여 증착한 Si:H 박막은 비정질상태를 나타내었으나, $CH_4$가 첨가됨에 따라 실리콘 박막의 Si-$\textrm{H}_{n}$(n은 정수) 결합기가 Si-$\textrm{C}_{n}\textrm{H}_{m}$ (n,m은 정수) 형태의 결합기로 변화되었으며, 박막내 수소함량은 $CH_4$농도가 0~0.8의 범위에서 증가함에 따라 30~45% 범위에서 증가하였다. 반응기체중의 $CH_4$농도의 증가에 따라 박막 내의 탄소 농도가 증가함을 확인하였으며, 이에 따라 막의 전기비저항과 광학적밴드갭 역시 증가하였다.