• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제21권9호
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• pp.808-811
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• 2008

Optical and mechanical properties of diamond-like carbon (DLC) films synthesized by RF plasma enhanced chemical vapor deposition were investigated as a function the C/H ratio in gas mixture. The C/H ratio was varied from 6 to 10 %, adjusting the amount of $CH_4$ and $H_2$ as the source gas. The optical and mechanical properties of DLC films were characterized by UV spectrometer, Ellipsometer and Nano-indenter. The change of the C/H ratio during synthesis of DLC films had many effects on the growth rate, transmittance, refractive index and hardness. The growth rate of the films increased exponentially with the increase in C/H ratio. The hardness of the films showed the tendency to improve with increasing C/H ratio, whereas the transmittance decreased. The refractive index was varied from 2.03 to 2.17, and these refractive indexes close to 2.0 indicates that it can be applied to Si-based solar cell.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제18권1호
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• pp.49-53
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• 2011

Diamond-like carbon (DLC)은 $Sp^3$ 결합분율이 높은 준안정 상태의 비정질 탄소물질로 이루어진 박막이다. DLC는 기계적 특성, 화학적 특성, 윤활 특성뿐만 아니라 광학적, 전기적 특성 또한 우수한 물질이다. 본 연구에서는 DLC 박막을 그라파이트(graphite) 타깃을 출발 물질로 하여 고주파 마그네트론 스퍼터(RF magnetron sputter)로 $SiO_2$ 기판 상에 증착하였다. 증착된 DLC 박막은 후 열처리를 하였으며 열처리 온도에 따른 DLC 박막의 특성 변화를 관찰하였다. 열처리는 진공에서 급속가열법(rapid thermal process)으로 $300{\sim}500^{\circ}C$ 범위에서 시행하였다. 열처리된 DLC 박막은 전기적 특성 평가를 위하여 Hall 계수 측정기를 이용하여 상온 비저항을 측정하였으며 표면 변화를 확인하기 위하여 원자력 현미경(atomic force microscopy)을 이용하여 표면형상 변화를 관찰 하였다. 또한 표면특성, 비저항 특성 변화와 구조적 특성 변화와의 관계를 확인하기 위하여 X-선 광전자 분광법(X-ray photoelectron spectroscopy)과 라만 분광법을 이용하여 열처리에 따른 DLC 박막의 구조 변화를 관찰하였다.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• 제7권3호
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• pp.118-122
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• 2006

Diamond-like carbon (DLC) films were prepared on silicon substrates by the RF PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) method using methane $(CH_4)$ and hydrogen $(H_2)$ gas. We examined the effects of the post annealing temperature on the tribological properties of the DLC films using friction force microscopy (FFM). The films were annealed at various temperatures ranging from 300 to $900^{\circ}C$ in steps of $200^{\circ}C$ using RTA equipment in nitrogen ambient. The thickness of the film was observed by scanning electron microscopy (SEM) and surface profile analysis. The surface morphology and surface energy of the films were examined using atomic force microscopy and contact angle measurement, respectively. The hardness of the DLC film was measured as a function of the post annealing temperature using a nano-indenter. The tribological characteristics were investigated by atomic force microscopy in FFM mode.

• The Korean Journal of Ceramics
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• 제4권1호
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• pp.20-24
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• 1998

Thin films of diamond-like carbon(DLC) can be successfully deposited by using a magnetron plasma chemical vapor deposition (CVD) method with an rf(13.56 MHz) plasma of $C_dH_8$. Plasma characteristics are analyzed as a function of the magnetic field. As the magnetic field increases, both electron temperature ($T_e$) and density ($n_e$)increase, but the negative dc self-bias voltage (-$V_{ab}$) decreases, irrespective of gas pressures in the range of 1~7 mTorr. High deposition rates have been obtained even at low gas pressures, which may be attributed to the increased mean free path of electrons in the magentron plasma. Effects of rf power and additive gas on the structural properties of DLC films aer also examined by using various technique namely, TED(transmissio electron diffraction) microanalysis, FTIR, and Raman spectroscopies.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제19권8호
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• pp.701-706
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• 2006

In addition to its similarity to genuine diamond film, diamond-like carbon (DLC) film has many advantages, including its wide band gap and variable refractive index. In this study, DLC films were prepared by the RF PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) method on silicon substrates using methane $(CH_4)$ and hydrogen $(H_2)$ gas. We examined the effects of the post annealing temperature on the structural variation of the DLC films. The films were annealed at temperatures ranging from 300 to $900^{\circ}C$ in steps of $200^{\circ}C$ using RTA equipment in nitrogen ambient. The thickness of the film and interface between film and substrate were observed by surface profiler, field emission scanning electron microscopy (FESEM), high resolution transmission electron microscopy (HRTEM), respectively. Raman and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) analysis showed that DLC films were graphitized ($I_D/I_G$, G-peak position and $sp^2/sp^3$ increased) ratio at higher annealing temperature. The variation of surface as a function of annealing treatment was verified by a AFM and contact angle method.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2000년도 제18회 학술발표회 논문개요집
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• pp.93-93
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• 2000

수소화된 비정질 탄소(a-C:H)는 그 증착 조건에 따라서 여러 가지 다른 구조와 특성을 갖게 되며, 특히 DLC(diamond-like carbon) 및 CNT(Carbon nanotube)는 FED (field emission display) 개발 면에서 중요하게 연구되고 있다. 우리는 a-C:H 박막을 PECVD (plasma-enhanced chemical vapor deposition) 방법으로 증착하고 CH4 가스를 사용하였고 기판 온도는 상온-32$0^{\circ}C$ 사이에서 변화되었다. 기판은 Corning 1737 glass, quartz, Si, Ni 등을 사용하였다. 증착 압력과 R.F. power는 각각 0.1-1 Torr 와 12-60w 사이에서 변화되었다. ESR 측정은 X-band(주파수 약 9 GHz)에서 그리고 상온에서 행해졌다. 상온에서의 스핀밀도는 약한-표준피치(weak-pitch standard) 스펙트럼과 비교하여 얻을 수 있었다. 그리고 a-C:H 박막의 구조는 He-Ne laser(파장 632.8 nm)를 이용하는 micro-Raman spectroscopy로 분석하였다. 증착조건에 따른 스핀밀도의 변화 및 Raman 스펙트럼에서의 D-peak, G-peak의 위치 및 반치록, I(D)/I(G) 등을 조사하였다. 증착된 a-C:H 박막은 R.F.power가 증가할수록 대체로 스핀밀도가 증가하였으며, Raman 스펙트럼에서의 I(D)/I(G) 비율은 대체로 감소하였다. 증착된 박막들은 polymer-like Carbon으로 추정되었으며, 스핀밀도가 증가할수록 대체적으로 흑연 구조 영역이 증가됨을 알 수 있었다. 또한 glass나 Si 기판에 비해 Ni 기판위에서 polymer-like Carbon 구조는 향상되는 경향을 보였다.

• 한국진공학회지
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• 제10권2호
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• pp.194-200
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• 2001

13.56 MHz rf플라즈마를 이용하여 증착된 DLC(diamond-like carbon) 박막의 광학적 특성에 대해 조사하였다. $CH_4$가스를 원료가스로 하여 PECVD법에 의해 DLC 박막을 형성하였으며 이때 RF power, working pressure, 보조가스의 종류 및 양에 따른 투과도(transmittance)와 optical band gap의 변화를 관찰하였다. RF power가 증가하고 working pressure가 높을수록 optical band gap이 감소하는 결과를 얻을 수 있었고. FT-IR분석을 이용하여 탄소-수소 결합 양을 관찰함으로써 DLC 박막의 결합구조 변화를 증명할 수 있었다. 그리고 수소와 질소를 첨가한 경우 증착시 탄소-수소 결합을 끊는 역할을 하여 optical band gap이 감소하는 결과를 얻을 수 있었다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2016년도 추계학술대회 논문집
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• pp.101-101
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• 2016

DLC(Diamond Like Carbon)막은 그 물성의 다양함으로 인하여 산업기계, 금형, 공구, 광학 및 수송기기의 파워셀 부품등 많은 산업분야에 활용되고 있다. 일반적으로 DLC막은 증착에 사용되는 카본의 원료에 따라 크게 두 가지로 나눌 수 있는데, 이는 탄화 수소계 가스(CxHy)를 사용하여 증착된 a-C:H(amorphous Hydro-Carbon)과 고체 카본을 사용하는 a-C(amorphous Carbon)이다. 또한 a-C 중 진공 아크 공법으로 제작된 막(ta-C : tetrahedral amorphous-Carbon)은 다이아몬드 성분인 sp3의 분률이 높아, 그 경도는 40 - 85 GPa 이상이며, 무수소화로 500도 이상의 고온에서도 그 물성의 변화가 적어 그 활용도가 높아지고 있다. 하지만 높은 경도와 더불어 막의 잔류응력이 높아 3 um 이상 후막화하는 것은 어렵다. 이는 높은 잔류응력으로 인한 막의 증착시, 막 자체가 파손되거나, 기판과 막사이의 계면 밀착력이 약하여 박리되거나, 또는 높은 밀착력으로 인하여 모재가 파손되는 등 다양한 문제를 발생한다. 본 연구에서는 이 고경도 무수소 DLC막(ta-C)의 후막화하는 방안으로 주요 코팅 변수와 잔류응력과의 관계를 에너지 관점에서 파악하고 이를 활용 잔류응력을 제어하여 할 수 있는 방법을 제시하고자 한다.

• 한국윤활학회:학술대회논문집
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• 한국윤활학회 2003년도 학술대회지
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• pp.360-367
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• 2003

Diamond-like carbon(DLC) films are considerable research interest because of their widespread applications as protective coatings in areas such as optical windows, magnetic storage disks, car parts, biomedical coatings and as micro-electromechanical devices(MEMs). DLC films were deposited on WC-Co by PECVD using Ar, $C_2H_4$ gas. Tribological tests were conducted using a ball-on-disk type tribometer in dry air. Three kinds of counter-bodies balls were used. The counter-bodies balls are SM45C, SUJ2 and $ZrO_2$(3.17mm in diameter). Wear rate of the samples were calculated after measuring the worn-out volume of the wear track. As results wear test, the higher hardness of counter-bodies, friction coefficient low. As result of XPS estimation, wear debris generated as an oxide lower the friction coefficient.

• 대한화학회지
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• 제34권5호
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• pp.396-403
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• 1990

일반적인 화학증기증착(CVD : Chemical Vapor Deposition)실험에서 반응기작을 연구할 수 있는 LPCVD (Low Pressure CVD) 장치의 설계 및 제작에 관한 것과, 특히 이 장치를 이용하여 메탄, 수소의 혼합기체와 헬륨을 완충(buffer) 가스로 사용하여 p-type (111) Si wafer 위에 다이아몬드 박막(diamond film)을 얻고자 시도한 것에 대하여 기술하였다. 실험은 두 가지 방법으로 나누어서 행하였다. (1) Si wafer를 반응기 안에 있는 heater(약 480$^{\circ}C$)위에 놓고 두 개의 다른 inlet 가스관을 사용하여 실험하였다. Posphoric acid로 coating된 하나의 관은 microwave discharge시킨 수소 기체를 흘려주는데 사용하였고, 다른 관은 discharge시키지 않은 메탄 기체를 흘려주는데 사용하였다. 그 결과로 무정형 탄소 뭉치 화합물(amorphous carbon cluster)을 얻었다. (2) 수소와 메탄을 동시에 discharge시켜 plasma 상태인 discharge tube안에 Si wafer을 넣고 증착시켜, 그 결과로 다이아몬드 구조를 갖은 반응생성물을 얻었다.