• The Korean Journal of Ceramics
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• 제2권4호
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• pp.177-180
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• 1996

Considerable progress in the development of CVD techniques for the deposition of diamond films has been achieved recently. Despite the polycrystalline structure of this material, its physical properties are now approaching those of natural type IIa diamond crystals. This paper will given some insight into the current status of CVD diamond thechnology with emphasis on optical and thermal applications. The role of process gas impurities like nitrogen will be discussed.

• 한국세라믹학회지
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• 제38권1호
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• pp.34-38
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• 2001

Hot filament CVD 방법에서 가스압을 증가시키는 방법을 사용하여 nanocrystalline 다이아몬드 막을 합성하였다. 메탄-수소 혼합가스를 사용하고 메탄함량, 유량, 기판온도합성시간은 각각 4%, 100sccm, 110$0^{\circ}C$, 10시간으로 일정하게 유 였다. 합성 변수로서 가스압을 40 Torr에서 300 Torr 구간에서 변화시켰다. High-resolution SEM으로 막 표면의 형상을 관찰하고, TEM, XRD, micro-Raman spectroscopy를 사용하여 합성된 막의 구조 및 특성을 분석하였다. 합성된 다이아몬드 막은 압력이 높아짐에 따라 mocrocrystalline 다이아몬드 막에서 점진적으로 nanocrystalline 다이아몬드 막으로 변화해갔으며, 가스압에 다라 비다이아몬드 상의 량이 증가하였다. 증착속도는 microcrystalline 다이아몬드 막이 형성되는 구간에서는 압력에 따라 1.1~1.3 $\mu\textrm{m}$/h까지 증가하다가 nanocrystalline 다이아모느 막이 형성되는 구간에서는 압력에 따라 감소하였다. 감소하였다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제12권1호
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• pp.1-8
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• 2001

다이아몬드는 radiation hardness가 크고, 화학적으로 안정하고, 특히 조직 등 물질이기 때문에, 선량계 분야에서 각광을 받고 있다. 화학증착법(CVD)에 의해 다이아몬드 박막을 성장시켰고, 선량계로 응용될 수 있는 열자극발광 특성을 조사하였다. 다이아몬드 박막의 라만 스펙트럼은 1332 cm-1에서 peak를 가졌고, X-선 굴절 패턴은 (111) 면을 보였다. 전자주사사진으로부터 다이아몬드박막은 pyramidal hillock을 가지는 unepitaxial crystallite 로 성장됨을 알았다. X-선 조사된 CVD 다이어몬드 박막의 파장 분해된 열자극발광은 430 nm 및 560 K에서 하나의 봉우리를 가졌다. 560 K에서 주된 봉우리를 가지는 CVD 다이어몬드 박막의 열자극발광 곡선은 1st-order kinetics에 기인한다. 이 봉우리의 활성화 에너지 및 이탈진동수는 각각 0.92 ～ 1.05 eV 및 1.34 $\times$ $10^{7}$ sec$^{-1}$ 이다. 560 K에서 방출되는 스펙트럼은 1.63-eV, 2.60-eV 및 3.07-eV 방출 띠로 분해되며, 이들은 각각 silicon-vacancy center, A center 및 H3 center에 기인한다.

• 한국결정성장학회지
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• 제15권1호
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• pp.10-15
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• 2005

Microwave plasma CVD 다이아몬드/Ti 박막 성장 시 CH₄/H₂ 가스의 유량비율, chuck bias, microwave power 등이 다이아몬드 박막의 구조적 특성과 입자밀도에 미치는 영향에 대하여 조사하였다. 2∼3 CH₄ Vol.% 조건일 때 sp³-결합성의 탄소 neutral 들이 우선적으로 형성되고 sp²-결합성의 탄소 neutral 들이 선택적으로 제거됨에 따라 양질의 다이아몬드 박막을 얻을 수 있었으며, 다이아몬드 입자 증착 기구를 해석하였다. Ti 기판에 걸어준 negative chuck bias가 증가함에 따라 다이아몬드 핵생성이 증진되어 다이아몬드 입자 밀도가 증가하였고, 임계 전압은 약 -50V 임을 확인하였다. 또한, microwave power가 증가함에 따라 미세결정질(micro-crystalline) graphite 층 생성이 제어되고 다이아몬드 층이 형성됨을 확인하였다.

• 한국재료학회지
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• 제10권8호
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• pp.575-580
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• 2000

Ta(TaC) 필라멘트를 이용한 HF-CVD 법에 의하여 $Si_3N_4$, SiC, WC, $Al_2O_3$를 기판으로 다이아몬드 박막을 증착하고, 그 밀착특성을 평가하였다. 로내의 $CH_4$농도를 10%로 높게 하였을 경우에는 막중에 graphitic(amorphous) carbon이 생성됨을 확인할 수 있었다. 박막을 $12\mu\textrm{m}$ 정도까지 두껍게 하면, WC기판에서는 부분적 박리형상이 관찰되었으나, $Si_3N_4$를 기판으로 하였을 경우에는 안정한 박막을 얻을 수 있었다. Indentation test 결과로부터 grainding에 의한 기판표 처리가 밀착성 향상에 효과적이라는 것을 알 수 있었다. 또 compression topple test에서는 박막의 두께는 밀착성과 반비례의 관계를 가지는 것을 알 수 있었다. 수 있었다.

• 한국표면공학회지
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• 제28권3호
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• pp.133-141
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• 1995

The deposition characteristics of diamond films were investigated for three different substrates : Si, Inconel 600 and steel. Diamond films were prepared by microwave plasma CVD method using $CH_4$, $H_2$ and $O_2$ as reaction gases. The deposited films were analyzed with SEM, Raman spectroscopy and ellipsometer. For Si substrate, diamond films were successfully obtained for most of the deposition conditions used in this study. As the $CH_4$ flow rate decreased and the $O_2$ flow rate increased, the quality of the film was improved due to the reduced non-diamond phase in the film. For Inconel 600 substrate, the surface pretreatment with diamond powders was required to deposit a continuous diamond film. The films deposited at temperatures of $600^{\circ}C$ and $700^{\circ}C$ had mainly diamond phase, but they were peeled off locally due to the difference in the thermal expansion coefficient between the substrate and the deposited films. The films deposited at $500^{\circ}C$ and $850^{\circ}C$ had only the graphitic carbon phase. For steel substrate, all of the films deposited had only the graphitie carbon phase. We speculated that the formation of diamond nuclei on the steel substrate was inhibited due to the diffusion of carbon atoms into the steel substrate which has a large amount of carbon solubility.

• 한국세라믹학회지
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• 제26권4호
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• pp.550-558
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• 1989

Polycrystalline diamond films have been deposited on Si wafer Ly hot W filament CVD method using CH4H2 mixtures. The effects of surface pretreatment, W filament temperature, CH4 volume fraction, and addition of water vapor on the growth rate and morphology of the films were investigated. Surface pretretment was essential for depositing a continuous diamond film. Raising the filament temperature resulted in an increased growth rate and a better crystal quality of the film. As the methane content is varied from 0.5% to 5%, well-faceted crystals gradually transformed into spherical particles of non-diamond phase with a simultaneous increase in the growth rate. Addition of water vapor markedly improved the crystallinity to produce crystalline particles even with 5% methane mixture.

• 한국세라믹학회지
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• 제32권7호
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• pp.793-798
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• 1995

The relaxation of the intrinsic stresses in the diamond films fabricated by the hot filament CVD was studied, and it was confirmed that the tensile intrinsic stresses in the films could be controlled without any degradation in the quality of the diamond films. The tensile intrinsic stresses in the films decreased from 2.97 to 1.42 GPa when the substrate thickness increased from 1 to 10mm. This result showed that the residual stress was affected by the substrate thickness as well as by the interaction between grains. Applying of ＋50 V between the W filament and the Si substrate during deposition, the tensile intrinsic stress in the film deposited at 0 V was decreased from 2.40 GPa to 0.71 GPa. Such large decrease in the tensile intrinsic stress was due to $\beta$-SiC which acted as a buffer layer for the stress relaxation. However, the application of the large voltage above ＋200V resulted in the change of quality of the diamond film, and nearly had no effect on relaxation in the tensile intrinsic stress.

• 한국자원리싸이클링학회:학술대회논문집
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• 한국자원리싸이클링학회 2003년도 추계정기총회 및 국제심포지엄
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• pp.185-189
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• 2003

The effect of surface roughness of the substrate on HF-CVD diamond coating was researched. The surface roughness was changed variously by electro-chemical etching conditions. The etching process acted to remove the metallic cobalt from the WC-Co. Diamond nucleation density was higher in etched the substrate. Therefore, the etching process was effective in both Co-removal and higher surface roughness, leading to the improving the diamond nucleation and deposition.

• 한국표면공학회지
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• 제29권5호
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• pp.487-493
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• 1996

Diamond films were grown at lower temperatures (630-813K) on Si, Al (1100P), and Al-Si(8A, 8B, BC) alloy substrates using improved microwave plasma CVD apparatus in a mixed methane and hydrogen plasma. Improved microwave plasma CVD apparatus equipped water cooled substrate holder and the substrates were set up lower position than bottom line of the applicator waveguide. When the methane concentration was high and growth was conducted at lower pressures the diamond films were synthesized. Moreover the deposits on the scratched substrates formed flat surfaces consisting of fine grains. XRD results, the deposits were identified to cubic diamond. An analysis using Raman spectroscopy, further confirmed that diamond films deposited on the Si substrates were high quality. The deposits on the Al substrates, in contrast, contained amorphous carbon. While the quality of the deposits on the Al-Si substrates were differed with the substrate alloys.