• 대한금속재료학회지
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• 제47권6호
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• pp.378-382
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• 2009

We investigated the effects of deposition conditions on the fabrication of $Fe_{3}O_{4}$ thin films using a reactive DC magnetron sputtering at room temperature. The structural, electrical, and magnetic properties of Fe oxide films dependence on the film thickness, oxygen flow rate, and the substrate crystallinity were also studied. We have successfully fabricated $Fe_{3}O_{4}$ film with thickness of about 10 nm under optimal reactive sputtering conditions. The saturation magnetization, resistivity, and Verwey transition of the $Fe_{3}O_{4}$ film were298 emu/cc, $4.0{\times}10^{-2}{\Omega}cm$, and 125 K, respectively.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제21권7호
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• pp.660-664
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• 2008

Titanium nitride (TiN) thin films are widely used for hard coatings due to their superior hardness, chemical stability, low friction and good adhesion properties. In this study, we investigated the effect of DC power on the characteristics of TiN thin films deposited on Si and glass substrates by DC magnetron sputtering using TiN target. We made TiN films of 300 nm thickness with various DC powers. The structural properties of films are investigated by x-ray diffractions (XRD) and tribological properties are measured by nano-indentation, nano-scratch tester. The rms roughness was measured by atomic forced microscopy (AFM). In the result, TiN films had the smooth surface and exhibited (111) directions with the increase of DC Power. Also, especially in case of 175 W DC power, TiN film exhibited the maximum hardness about 8 GPa, and the critical load near 25.

• 한국세라믹학회지
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• 제51권5호
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• pp.375-379
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• 2014

Nanocrystalline TiAlN coatings were prepared by reactively sputtering TiAl metal target with $N_2$ gas. This was done using a magnetron sputtering system operated in DC and ICP (inductively coupled plasma) conditions at various power levels. The effect of ICP power (from 0 to 300 W) on the coating microstructure, corrosion and mechanical properties were systematically investigated using FE-SEM, AFM and nanoindentation. The results show that ICP power has a significant influence on coating microstructure and mechanical properties of TiAlN coatings. With increasing ICP power, the coating microstructure evolved from the columnar structure typical of DC sputtering processes to a highly dense one. Average grain size of TiAlN coatings decreased from 15.6 to 5.9 nm with increasing ICP power. The maximum nano-hardness (67.9 GPa) was obtained for the coatings deposited at 300 W of ICP power. The smoothest surface morphology (Ra roughness 5.1 nm) was obtained for the TiAlN coating sputtered at 300 W ICP power.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.159-159
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• 2009

본 연구는 기판 바이어스 전압변화에 따른 DC 스퍼터링 TiN 박막의 우선 결정배향성, 표면조도, 평균결정립 크기 및 단면 미세구조에 미치는 영향에 대해 조사하였다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.130-131
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• 2009

AIP(arc ion plating)방법과 마그네슘 스퍼터링(DC reactive magnetron sputtering) 방법을 결합시킨 하이브리드 코팅 시스템으로 Cr-Si-N 코팅막을 합성하였다. 고분해능 TEM 및 SEM 분석들로부터 negative bias voltage에 따른 미세구조의 영향을 나타내었다. negative bias voltage의 증가에 따라 columnar microstructure가 amorphous microstructure로 변화하였다. bias voltage effect에 의해 Cr-Si-N 코팅막내 입자의 크기가 미세해지고 나노 복합체를 잘 형성하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.346-347
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• 2012

최근 화석연료 대체 에너지원으로서 자동차용으로 연구 개발 및 응용되고 있는 고분자 전해질 연료전지(PEMFC: Proton exchange membrane fuel cells)에서 분리판(Bipolar Plate)은 스택 전체 무게의 80%, 스택 가격의 60% 정도로 가장 높은 비중을 차지한다. 분리판은 연료와 산화제를 공급해주는 통로 및 전지 운전 중에 생성된 물을 제거하는 통로 역할과 anode, cathode로서 전극 역할을 통해 스택 전력을 형성하는 핵심 기능과 전지와 전지 사이의 지지대 역할을 한다. 따라서 분리판은 전기전도성, 내부식성 및 기계적 특성이 우수해야함은 물론이고, 얇고 가벼우며 가공성이 뛰어나야 한다. 현재 가장 많이 사용되고 있는 금속 분리판 소재 중 스테인리스 스틸은 전기적, 기계적 특성 및 내부식성이 우수한 반면, 가격이 비싸고, 중량이 무거운 단점이 있다. 따라서 본 연구에서는 DC 반응성 마그네트론 스퍼터링법으로 전기적, 기계적 특성 및 내부 식성이 우수한 TiN, TiCN 박막을 스테인리스에 비해 중량이 1/3, 소재 단가가 1/4인 알루미늄 기판 위에 증착하여 박막 물성을 평가하였다. DC Power는 400 W, 기판과 타겟 사이의 거리는100 mm, 공정 압력은 0.5 Pa로 고정하였고, 3 inch의 지름과 순도 99.95%를 갖는 티타늄 타겟을 사용하였다. 공정 가스는 Ar을 주입하였으며, 질소와 탄소의 공급원으로는 질소($N_2$)와 메탄($CH_4$) 가스를 사용하여 챔버 내 주입혼합가스의 전체 유량을 50 sccm으로 고정시켰다. 증착된 박막의 전기적, 기계적 특성을 측정하였고, X-ray diffraction (XRD), Scanning electron microscope (SEM)을 이용하여 박막의 미세구조 및 표면 상태를 확인하였다. 또한, 내부식 특성을 평가하기 위해 potentiostatic, potentiodynamic 법을 이용하여 박막의 부식저항을 측정하였다. 증착된 TiN 박막의 경우 질소 함량의 증가에 따라 박막 증착속도는 감소하는 경향을 보였다. 이는 타겟 부근의 질소 라디칼 비율이 증가함에 따라 질화반응이 촉진된 것으로 생각된다. 또한, 증착된 TiN과 TiCN 박막은 반응성 질소 유량과 탄소 유량에 따라 각각 다른 미세구조를 가지는 것을 확인하였다. TiN과 TiCN은 NaCl형의 면심입방격자(FCC)로 같은 구조이며, 격자상수가 비슷하여 전율고용되어 TiCN을 형성하고, 탄소와 질소의 비에 따라 전기적 기계적 특성이 달라짐을 확인하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2002년도 추계종합학술대회
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• pp.143-147
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• 2002

본 논문에서는 FBAR소자에서 중요한 역할을 하는 Reflector의 최적 증착조건을 RF/DC마그네트론 스퍼터링을 이용하여 조사하였다. Reflector를 구성하는 SiO$_2$와 W박막의 증착속도, 결정성, 표면거칠기 둥을 다양한 증착조건에서 관찰한 결과 빠른 증착속도를 보이면서 치밀하고 결정성이 좋은 박막을 얻을 수 있는 조건을 찾을 수 있었고, 이 조건으로 5층의 Acoustic Bragg Reflector 구조를 제작하였다.

• 한국표면공학회지
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• 제52권6호
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• pp.342-349
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• 2019

Titanium nitride(TiN) thin films have been deposited on PEN(Polyethylene naphthalate) substrate by reactive RF(13.56 MHz) magnetron sputtering in a 25% N₂/Ar mixed gas atmosphere. The pulsed DC bias voltage of -50V on substrates was applied with a frequency of 350 kHz, and duty ratio of 40%(1.1 ㎲). The effects of pulsed DC substrate bias voltage on the crystallinity, color, electrical properties of TiN_x films have been investigated using XRD, SEM, XPS and measurement of the electrical properties such as electrical conductivity, carrier concentration, mobility. The deposition rates of TiN_x films was decreased with application of the pulsed DC substrate bias voltage. The TiN_x films deposited without and with pulsed bias of -50V to substrate exhibits gray and gold colors, respectively. XPS depth profiling revealed that the introduction of the substrate bias voltage resulted in decreasing oxygen concentration in TiN_x films, and increasing the electrical conductivities, carrier concentration, and mobility to about 10 times, 5 times, and 2 times degree, respectively.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.354-354
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• 2007

Titanium nitride (TiN) thin films are widely used for hard coatings due to their superior hardness. In this paper, we wanted see how the films properties are changed according to DC power. TiN thin films were deposited by direct current (DC) magnetron sputtering method using TiN compound target on silicon substrates. The films structural properties are examined by X-ray Diffractions (XRD) and tribological properties are measured by nano-indentation, nano-scratch tester, nano-stress tester. Especially in DC power of 150 W, the maximum hardness and the minimum residual stress of TiN film exhibited about 25 GPa and 1 GPa, respectively. And also, the critical load of TiN film prepared by magnetron sputtering method were measured over 30 N.

• 한국표면공학회지
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• 제52권4호
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• pp.211-226
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• 2019

Optical thin films were deposited by using a reactive pulsed DC magnetron sputtering method with a high density plasma(HDP). In this study, the effect of sputtering process conditions on the microstructure and optical properties of $SiO_2$, $TiO_2$, $Nb_2O_5$ thin films was clarified. These thin films had flat and dense microstructure, stable stoichiometric composition at the optimal conditions of low working pressure, high pulsed DC power and RF power(HDP). Also, the refractive index of the $SiO_2$ thin films was almost constant, but the refractive indices of $TiO_2$ and $Nb_2O_5$ thin films were changed depending on the microstructure of these films. Antireflection films of $Air/SiO_2/Nb_2O_5/SiO_2/Nb_2O_5/SiO_2/Nb_2O_5/Glass$ structure designed by Macleod program were manufactured by our developed sputtering system. Transmittance and reflectance of the manufactured multilayer films showed outstanding value with the level of 95% and 0.3%, respectively, and also had excellent durability.