• 한국표면공학회지
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• 제38권3호
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• pp.106-111
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• 2005

Ternary Ti-B-C coatings were synthesized on WC-Co and Si wafers substrates by a PECVD technique using a gaseous mixture of $TiCl_4,\;BCl_3,\;CH_4,\;Ar,\;and\; H_2$. The effects of deposition variables such as substrate temperature, gas ratio, $R_x=[BCl_3/(CH_4+BCl_3)]$ on the microstructure and mechanical properties of Ti-B-C coatings were investigated. From our instrumental analyses, the synthesized Ti-B-C coatings was confirmed to be composites consisting of nanocrystallites TiC, quasi-amorphous TiB2, and amorphous carbon at low boron content, on the contrary, nanocrystallites $TiB_2$, quasi-amorphous TiC, and amorphous carbon at relatively high boron content. The microhardness of the Ti-B-C coatings increased from $\~23 GPa$ of TiC to $\~38 GPa$ of $Ti_{0.33}B_{0.55}C_{0.11}$ coatings with increasing the boron content. The $Ti_{0.33}B_{0.55}C_{0.11}$ coatings showed lower average friction coefficient of 0.45, in addition, it showed relatively better wear behavior compared to other binary coatings of $TiB_2$ and TiC. The microstruture and microhardness value of Ti-B-C coatings were largely depend on the deposition temperature.

• 자원리싸이클링
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• 제12권3호
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• pp.25-30
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• 2003

본 연구의 목적은 실리콘웨이퍼의 절단공정에서 발생한 폐슬러리와 폐망간전지에서 발생하는 흑연봉을 각각 규소 및 탄소의 출발물질로 사용하여 가스터빈 부품, 열교환기 등에 사용되는 탄화규소(SiC)를 합성하는 연구를 수행하였다. 실리콘웨이퍼의 절단공정에서 발생하는 폐슬러리로부터 비중차이에 의한 선별과 자력선별 등에 의해 정제된 규소와 탄화규소를 얻을 수 있었으며, 폐망간전지를 해체하여 얻은 탄소봉으로부터 수세와 분쇄를 통하여 탄소분말을 얻을 수 있었다. 탄화규소의 합성은 규소와 당량비의 탄소분발을 혼합하여 1$600^{\circ}C$이상의 온도에서 아르곤 분위기와 진공분위기 하에서 2시간 유지시켰을 때 이루어졌으며, 이때 합성된 탄화규소의 순도는 99% 이상이었다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2007년도 하계학술대회 논문집 Vol.8
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• pp.111-111
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• 2007

Further scaling the semiconductor devices down to low dozens of nanometer needs the extremely shallow depth in junction and the intentional counter-doping in the silicon gate. Conventional ion beam ion implantation has some disadvantages and limitations for the future applications. In order to solve them, therefore, plasma source ion implantation technique has been considered as a promising new method for the high throughputs at low energy and the fabrication of the ultra-shallow junctions. In this paper, we study about the effects of DC bias and base pressure as a process parameter. The diluted mixture gas (5% $PH_3/H_2$) was used as a precursor source and chamber is used for vacuum pressure conditions. After ion doping into the Si wafer(100), the samples were annealed via rapid thermal annealing, of which annealed temperature ranges above the $950^{\circ}C$. The junction depth, calculated at dose level of $1{\times}10^{18}/cm^3$, was measured by secondary ion mass spectroscopy(SIMS) and sheet resistance by contact and non-contact mode. Surface morphology of samples was analyzed by scanning electron microscopy. As a result, we could accomplish the process conditions better than in advance.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제27권2호
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• pp.45-50
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• 2004

방사선검출기에 사용되는 다이아몬드는 그 비저항이 $10^{12}[{\Omega}m]$로 매우 크기 때문에 고전압 하에서도 누설전류가 매우 작아 실리콘과 달리 p-n접합을 하지 않고 바로 고전압을 걸 수 있는 이점이 있다. 또한 절연파괴 전압이 매우 크기 때문에 이동속도가 포화되는 전압까지 올릴 수 있다. 이 결과 다이아몬드 내에서의 전하 이동속도는 실리콘의 최대속도보다 약 20배 정도 빠르다. $200[{\mu}m]$ 두께의 박막을 통해 전하가 모두 수집되는 시간은 불과 1[ns] 정도이다. 이상과 같이 독특한 다이아몬드의 성질을 이용하여 방사선검출기에 사용되는 물질로 파고계수형 전리조나 분광계, 열형광선량계, 형광검출기 그리고 핵방사선검출기 등에 사용된다. 본 연구에서는 마이크로파 플라즈마 CVD법으로 $CH_4-H_2-O_2$계로부터 몰리브덴기판 위에 100시간 동안 성장시킨 결과 약 $100[{\mu}m]$의 두께를 가진 결정성이 좋은 방사선검출기용 다이아몬드막을 성장시킬 수 있었고, X-선 방사선량에 따른 방사선검출기의 전류파형을 측정한 결과 방사선량에 따라 전류가 증가됨을 알 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2000년도 제18회 학술발표회 논문개요집
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• pp.125-125
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• 2000

백금 스퍼터 증착시 아르곤에 산소와 같은 첨가 가스를 사용할 경우 산화막에 대한 접착력이 좋아지며 백금 박막의 우선배향성을 조절할 수 있음이 알려져 있다. 이러한 첨가 가스는 백금 박막에 상당량 포함되며 스퍼터링 후 열처리 과정에서 탈착되는 것으로 알려져 있다. 후열처리 도중 첨가 가스의 탈착 거동이 백금 박막의 미세구조, 조성 및 전기 전도도 등과 같은 제반 물성에 영향을 미칠 것이라 추정된다. 본 연구에서는 백금의 스퍼터링 시 질소를 첨가하여 질소가 포함된 백금 박막을 증착한 후 질소 탈착 거동을 연구하기 위해 실시간 타원해석기(in situ ellipsometer)를 이용하여 진공열처리(15mTorr)하면서 온도변화에 따른 유효굴절율(n)과 소광계수(k) 값을 구하였다. 또한 산소를 첨가하여 얻은 백금 박막의 결과와 비교하여 백금 박막내에 포함된 산소와 질소의 탈착 거동의 차이를 조사하였다. 산소를 이용하여 우선배향성이 (200)으로 조절된 박막의 경우 n과 k의 급격한 변화가 관찰되었으며 이로부터 55$0^{\circ}C$ 온도에서 산소가 급격히 빠져나감을 추측할 수 있었으며 열처리 후에는 백금 bulk 값에 가까운 값을 가짐을 알 수 있었다. 한편, 질소를 사용하여 (200)으로 우선배향성이 조절된 박막의 경우 n,k 값의 후열처리 도중의 변화 양상은 스퍼터링 압력에 크게 의존하는 것으로 나타났다. 22mTorr에서 스퍼터링한 박막의 경우 23$0^{\circ}C$ 부근에서 굴절률과 미세구조의 변화가 있음을 관찰할 수 있었으나, 10mTorr에서 스퍼터링한 시편의 경우 굴절률의 변화양상은 산소를 상요한 경우와 매우 유사한 거동을 나타내지만 열처리 후에는 상대적으로 낮은 n,k 값을 나타내고 있었다. 또한 열처리 시편의 미세구조 변화에 대한 분석 결과 산소 사용의 경우는 측정온도 범위내에서는 후 열처리 후에도 박막내에 hole이나 hillock 등이 관찰되지 않아 bulk 값에 가까운 n, k 값을 가지지만, 질소 사용의 경우는 hole, 표면 거칠기, 혹은 스퍼터링 중에 인입된 질소의 탈착이 완전히 이루어지지 못해 bulk 값과 다르게 나온 것으로 생각된다.

• KSTLE International Journal
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• 제6권2호
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• pp.39-44
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• 2005

Friction and wear properties of the Boron carbide ($B_{4}C$) coating 100 nm thickness were studied under various relative humidity (RH). The boron carbide film was deposited on silicon substrate by DC magnetron sputtering method using $B_{4}C$ target with a mixture of Ar and methane ($CH_4$) as precursor gas. Friction tests were performed using a reciprocation type friction tester at ambient environment. Steel balls of 3 mm in diameter were used as counter-specimen. The results indicated that relative humidity strongly affected the tribological properties of boron carbide coating. Friction coefficient decreased from 0.42 to 0.09 as the relative humidity increased from $5\%$ to $85\%$. Confocal microscopy was used to observe worn surfaces of the coating and wear scars on steel balls after the tests. It showed that both the coating surface and the ball were significantly worn-out even though boron carbide is much harder than the steel. Moreover, at low humidity ($5\%$) the boron carbide showed poor wear resistance which resulted in the complete removal of coating layer, whereas at the medium and high humidity conditions, it was not. X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and Auger electron spectroscopy (AES) analyses were performed to characterize the chemical composition of the worn surfaces. We suggest that tribochemical reactions occurred during sliding in moisture air to form boric acid on the worn surface of the coating. The boric acid and the tribochemcal layer that formed on steel ball resulted in low friction and wear of boron carbide coating.

• 한국진공학회지
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• 제7권2호
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• pp.94-103
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• 1998

HFCVD(Hot Filament Chemical Vapor Deposition)방법을 이용한 다이아몬드의 핵 생성과 성장에 있어서, 인가한 직류 bias를 변수로 하여 핵생성 밀도와 증착율의 변화를 조 사하였다. 반응압력 20torr, 메탄농도 1.0%, Filament 온도 $2100^{\circ}C$ 그리고 Substrate 온도 $980^{\circ}C$에서 증착 단계를 핵생성기와 성장기로 구분하고 각 단계마다 bias의 방향과 크기를 다르게 인가하면서 다이아몬드 박막을 증착시켰다. Negative bias는 핵생성기에는 핵생성을 촉진시키지만 성장기에도 계속 인가하면 결정입자의 지속적인 성장을 방해하고 결정 구조를 비다이아몬드 성분으로 변화시키는 작용을 하여 박막의 morphology에 좋지 않은 영향을 주 었다. Positive bias는 핵생성기와 성장기에서 모두 $CH_4$의 분해를 촉진시킨 결과 증착율의 향상을 가져왔다. 따라서 다이아몬드 박막의 증착시 핵생성기에서는 negative bias를 인가하 고 성장기에는 positive bias를 인가하는 것이 핵생성 밀도와 증착율의 향상에 효과적인 것 으로 조사되었다.

• 한국재료학회지
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• 제22권10호
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• pp.531-538
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• 2012

Hollow silica spheres were prepared by spray drying of precursor solution of colloidal silica. The precursor solution is composed of 10-20 nm colloidal silica dispersed in a water or ethanol-water mixture solvent with additives of tris hydroxymethyl aminomethane. The effect of pH and concentrations of the precursor and additives on the formation of hollow sphere particles was studied. The spray drying process parameters of the precursor feeding rate, inlet temperature, and gas flow rate are controlled to produce the hollow spherical silica. The mixed solvent of ethanol and water was preferred because it improved the hollowness of the spheres better than plain water did. It was possible to obtain hollow silica from high concentration of 14.3 wt% silica precursor with pH 3. The thermal conductivity and total solar reflectivity of the hollow silica sample was measured and compared with those values of other commercial insulating fillers of glass beads and $TiO_2$ for applications of insulating paint, in which the glass beads are representative of the low thermal conductive fillers and the $TiO_2$ is representative of infrared reflective fillers. The thermal conductivity of hollow silica was comparable to that of the glass beads and the total solar reflectivity was higher than that of $TiO_2$.

• 한국재료학회지
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• 제19권1호
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• pp.37-43
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• 2009

Silicon dioxide as gate dielectrics was grown at $400^{\circ}C$ on a polycrystalline Si substrate by inductively coupled plasma oxidation using a mixture of $O_2$ and $N_2O$ to improve the performance of polycrystalline Si thin film transistors. In conventional high-temperature $N_2O$ annealing, nitrogen can be supplied to the $Si/SiO_2$ interface because a NO molecule can diffuse through the oxide. However, it was found that nitrogen cannot be supplied to the Si/$SiO_2$ interface by plasma oxidation as the $N_2O$ molecule is broken in the plasma and because a dense Si-N bond is formed at the $SiO_2$ surface, preventing further diffusion of nitrogen into the oxide. Nitrogen was added to the $Si/SiO_2$ interface by the plasma oxidation of mixtures of $O_2/N_2O$ gas, leading to an enhancement of the field effect mobility of polycrystalline Si TFTs due to the reduction in the number of trap densities at the interface and at the Si grain boundaries due to nitrogen passivation.

• 대한기계학회논문집A
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• 제37권12호
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• pp.1489-1495
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• 2013

유체의 고압유동은 여러 산업현장에 활용되고, 특히 그 중 내연기관의 연료분사 인젝터가 대표적이며 디젤엔진의 커먼레일 시스템의 경우 1000bar 이상의 압력이 사용된다. 이와 같이 고속으로 분출되는 유체유동의 경우, 노즐을 통해 분사되는 고속의 유체는 주위기체와의 상호작용으로 분열과정을 거치게 된다. 이 분열과정은 연소실 혼합기형성기과정에 영향을 주게 되며, 그 결과 엔진의 연소상태에 까지 영향을 미치게 된다. 따라서 연료분무의 분열과정에 대한 해석은 중요하며, 본 연구에서는 연료분무의 분열을 위한 수치해석 서브모델로 Reitz&Diwakar 및 CAB(Cascade atomization and breakup)모델을 사용하였다. 본 연구의 목적은 분사된 분무의 분열과정의 정확한 해석이며, 분사연료의 분열발생 형태의 빈도 등을 조사하였다. 결과로서 본 연구는 상용 CFD 프로그램(CFX)을 이용하여 디젤분무의 분열과정해석을 위한 적합한 분열모델을 제안한다.