• Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers
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• v.12 no.2
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• pp.34-40
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• 2013

Various depositional conditions, such as substrate, pressure, deposition time, temperature of substrate, power and gas composition, have mainly been studied to attain DLC films using RF sputtering system up to the current. In this study, the $N_2/Ar/CH_4$ gas mixture factored on characteristics of DLC deposited film such as structure, hardness, electrical property were investigated. The concentration of the $N_2$ gas in the sputtering gas may be a significant effect on the growth rate of the doped films, because nitrogen ions react not only with the carbon atoms on the target but also with $C_xH_y$ ions in the plasma on the substrate surface. It was seen from this experimental that the resistance of deposited film is decreased, and the relative intensity ratio of D to G peak is increased as nitrogen content of film deposition is increased.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2011.05a
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• pp.117-118
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• 2011

초경합금 위에 RF Magnetron Sputter를 이용하여 Ti 중간층을 증착 후 MPECVD(Microwave Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 시스템을 이용하여 나노결정 다이아몬드 박막을 증착 하였다. 공정압력, 마이크로웨이브 전력, Ar/$CH_4$ 조성비, 기판온도를 일정하게 놓고 직류 bias의 인가 여부를 변수로 하고 증착시간을 0.5, 1, 2시간으로 변화시켜 박막을 제작하였다. 제작된 시편은 FE-SEM과 AFM을 이용하여 다이아몬드 박막의 표면과 다이아몬드 박막의 표면 거칠기 등을 측정하였고, Raman spectroscopy와 XRD를 이용하여 다이아몬드 결정성을 확인하였다. Automatic Scratch �岵謙�ter를 이용하여 복합박막의 층별 접합력을 측정하였다. 바이어스를 인가하지 않고 다이아몬드 박막을 증착할 경우 증착 시간이 증가할수록 다이아몬드 입자의 평균 크기가 증가하며 입자들이 차지하는 면적이 증가하는 것을 확인하였다. 그러나 1시간이 경과해도 아직 완전한 박막은 형성되지 못하고 2시간 이상 증착 시 완전한 박막을 이루는 것이 확인되었다. 이에 비해서 바이어스 전압을 인가할 경우 1시간 내에 완전한 박막을 이루었다. 표면 거칠기는 바이어스를 인가한 경우가 그렇지 않은 경우에 비해서 조금 높은 것으로 나타났다. 이러한 바이어스 효과는 표면에서의 핵생성 밀도 증가와 재핵생성 속도 증가에 기인하는 것으로 해석된다.

• Journal of the Korean institute of surface engineering
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• v.46 no.5
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• pp.192-196
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• 2013

Stainless steels (AISI 316L) are carburized by Inductively coupled plasma using $CH_4$ and Ar gas. The ${\gamma}_c$ phase(S-phase) is formed on the surface of stainless steel after carburizing process. The XRD peak of carburized samples is shifted to lower diffracting angle due to lattice expansion. Overall, the thickness of ${\gamma}_c$ phase showed a linear dependence with respect to increasing temperature due to the faster rate of diffusion of carbon. However, at temperatures above 500, the thickness data deviated from the linear trend. It is expected that the deviation was caused from atomic diffusion as well as other reactions that occurred at high temperatures. The interfacial contact resistance (ICR) and corrosion resistance are measured in a simulated proton exchange membrane fuel cell (PEMFC) environment. The ICR value of the carburized samples decreased from 130 $m{\Omega}cm^2$ (AISI 316L) to about 20 $m{\Omega}cm^2$. The sample carburized at 200 showed the best corrosion current density (6 ${\mu}Acm^{-2}$).

• Korean Journal of Materials Research
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• v.9 no.11
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• pp.1129-1136
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• 1999

TIN films were prepared on Si(100) substrate by ICP-CVD(inductive1y coupled plasma enhanced chemical vapor deposition) using TEMAT(tetrakis ethylmethamido titanium : Ti$[\textrm{N}\textrm{(CH)}_{3}\textrm{C}_{2}\textrm{H}_{5}]_{4}$) precursor at various deposition conditions. Phase, microstructure, and the electrical properties of TIN films were characterized by x-ray diffraction (XRD), x-ray photoelectron spectroscopy (XPS), high resolution transmission electron microscopy (HRTEM) and electrical measurements. Polycrystalline TiN films with B1 structure were grown at temperatures over $200^{\circ}C$. Preferentially oriented along TiN(111) films were obtained at temperatures over $300^{\circ}C$ with the flow rates of 10, 5, and 5 sccm for TEMAT, $\textrm{N}_{2}$ and Ar gas. The TiN/Si(100) interface was flat and no chemical reaction between TIN and $\textrm{SiO}_2$ was found. The resistivity, carrier concentration and the carrier mobility for the TiN sample prepared at $500^{\circ}C$ are 21 $\mu\Omega$cm, 9.5$\times\textrm{10}^{18}\textrm{cm}^{-3}$ and $462.6\textrm{cm}^{2}$/Vs, respectively.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.18 no.3
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• pp.229-235
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• 2009

Millimeter-scale aligned arrays of thin-multiwalled carbon nanotube (t-MWCNT) on layered Si substrates have been synthesized by oxygen-assisted microwave plasma chemical vapor deposition (MPCVD). We have succeeded in growth of vertically aligned MWCNTs up to 2.7 mm in height for 150 min. The effect of $O_2$ and water vapour on growth rate was systematically investigated. In the case of $O_2$ gas, the growth rate was ${\sim}22{\mu}m/min$, which is outstanding growth rate comparing with those of conventional thermal CVD (TCVD). Scanning electron microscope (SEM), energy-dispersive spectroscopy (EDS), and Raman spectroscopy were used to analyze the CNT morphology, composition and growth mechanism. The role of $O_2$ gas during the CNT growth was discussed on.

• Journal of the Korean institute of surface engineering
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• v.48 no.6
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• pp.297-302
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• 2015

Nanocrystalline diamond(NCD) coated aluminium plates were prepared and applied as heat sinks for LED modules. NCD films were deposited on 1 mm thick Al plates for times of 2 - 10 h in a microwave plasma chemical vapor deposition reactor. Deposition parameters were the microwave power of 1.2 kW, the working pressure of 90 Torr, the $CH_4/Ar$ gas ratio of 2/200 sccm. In order to enhance diamond nucleation, DC bias voltage of -90 V was applied to the substrate during deposition without external heating. NCD film was identified by X-ray diffraction and Raman spectroscopy. The Al plates with about 300 nm thick NCD film were attached to LED modules and thermal analysis was carried out using Thermal Transient Tester (T3ster) in a still air box. Thermal resistance of the module with NCD/Al plate was 3.88 K/W while that with Al plate was 5.55 K/W. The smaller the thermal resistance, the better the heat emission. From structure function analysis, the differences between junction and ambient temperatures were $12.1^{\circ}C$ for NCD/Al plate and $15.5^{\circ}C$ for Al plate. The hot spot size of infrared images was larger on NCD/Al than Al plate for a given period of LED operation. In conclusion, NCD coated Al plate exhibited better thermal spreading performance than conventional Al heat sink.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2000.02a
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• pp.188-188
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• 2000

DLC (Diamond-Like Carbon) 박막은 높은 경도와 가시광선 및 적외선 영역에서의 광 투과도, 전기적 절연성, 화학적 안정성 및 저마찰.내마모 특성 등의 우수한 물리.화학적인 물성을 갖고 있기 때문에 여러 분야의 응용연구가 이루어지고 있다. 이러한 DLC 박막을 제작하는 과정에는 여러 가지가 있으나, 본 연구에서는 ECR-PECVD electron cyclotron resonance plasma enhanced chemical vapor deposition) 방법을 사용하였다. 이것은 최근에 많이 이용되고 있는 방법으로, 이온화률이 높을뿐만 아니라 상온에서도 성막이 가능하고 넓은 진공도 영역에서 플라즈마 공정이 가능한 장점이 있다. 기판으로는 4" 크기의 S(100)를 사용하였고, 박막을 제작하기 전에 진공 중에서 플라즈마 전처리를 하였다. 플라즈마 전처리는 Ar 가스를 150SCCM 주입시켜 5$\times$10-1 torr 의 진공도를 유지시키면서, ECR power를 700W로 고정하고, 기판 bias 전압을 -300 V로 하여 5분 동안 기판을 청정하였다. DLC 박막은 ECR power를 700W. 가스혼합비와 유량을 CH4/H2 : 10/100 SCCM, 증착시간을 2시간으로 고정하고, 기판 bias 전압을 0, -50, -75, -100, -150, -200V로 변화시켜가면서 제작하였다. 이때 ECR 소스로부터 기판까지의 거리는 150mm로 하였고, 진공도는 2$\times$10-2torr 였으며, 기판 bias 전압은 기판에 13.56 MHz의 RF power를 연결하여 RF power에 의해서 유도되는 negative DC self bias 전압을 이용하였다. 제작된 박막을 Auger electron spectroscopy, elastic recoil detection, Rutherford backscattering spectroscopy, X-ray diffraction, secondary electron microscopy, atomic force microscoy, $\alpha$-step, Raman scattering spectroscopu, Fourier transform infrared spectroscopy 및 micro hardness tester를 이용하여 기판 bias 전압이 DLC 박막의 특성에 미치는 영향을 조사하였다. 분석결과 본 연구에서 제작된 DLC 박막은 탄소와 수소만으로 구성되어 있으며, 비정질 상태임을 알 수 있었다. 기판 bias 전압의 증가에 따라 박막의 두께가 감소됨을 알 수 있었고, -150V에서는 박막이 거의 만들어지지 않았으며, -200V에서는 기판 표면이 식각되었다. 이것은 기판 bias 전압과 ECR 플라즈마에 의한 이온충돌 효과 때문으로 판단되며, 150V 이하에서는 증착되는 양보다 re-sputtering 되는 양이 더 많을 것으로 생각된다. 기판 bias 전압을 증가시킬수록 플라즈마에 의한 이온충돌 현상이 두드러져 탄소와 결합하고 있던 수소원자들이 떨어져 나가는 탈수소화 (dehydrogenation) 현상을 확인할 수 있었으며, 이것은 C-H 결합에너지가 C-C 결합이나 C=C 결합보다 약하여 수소 원자가 비교적 해리가 잘되므로 이러한 현상이 일어난다고 판단된다. 결합이 끊어진 탄소 원자들은 다른 탄소원자들과 결합하여 3차원적 cross-link를 형성시켜 나가면서 내부 압축응력을 증가시키는 것으로 알려져 있으며, hardness 시험 결과로 이것을 확인할 수 있었다. 그리고 표면거칠기는 기판 bias 전압을 증가시킬수록 더 smooth 해짐을 확인하였다.인하였다.