• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.10 no.3
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• pp.356-360
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• 2001

Properties of a free-standing diamond wafer with a diameter of 80 mm and a thickness of 900~950 $mu extrm{m}$ deposited by the multi-cathode direct current plasma assisted chemical vapor deposition (MCDC PACVD) method were investigated. Defects of the diamond film were observed by optical transmission microscopy and its crystallinity was characterized by Raman and IR spectroscopy. Defects were distributed partially on boundaries of the grain. In the grain, (111) plane contained a higher defect density than that on (100) plane. FWHM of Raman diamond peak and IR transmission at 10.6 $\mu\textrm{m}$ were 4.6 $\textrm{cm}^{-1}$ /~5.3 $\textrm{cm}^{-1}$ and 51.7 ~ 61.9 %, and their uniformity was $\pm$7% and $\pm$9%, respectively. The diamond quality decreased with going from center to edge of the wafer.

• The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science
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• v.14 no.6
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• pp.648-654
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• 2003

Diamond MIS(Metal-Insulator-Semiconductor) diodes and MISFETs(Metal-Insulator-Semiconductor Field Effect Transistors) were fabricated by employing various fluorides as gate insulator, and their electrical properties were closely investigated by means of C-V measurements. The A1/BaF$_2$/diamond MIS structure exhibited outstanding electrical properties. The MIS diode showed a very low surface state density of ∼10$\^$10//$\textrm{cm}^2$ eV near the valence band edge, and the observed effective mobility(${\mu}$$\_$eff/) of the MISFET was 400 $\textrm{cm}^2$/Vs, which is the highest value obtained until now in the diamond FET. From the chemiphysical point of view, the above result might be explained by the reduction of adsorbed-oxygen on the diamond surface via strong chemical reaction by the constituent Ba atom in the insulator during the film deposition(Oxygen-Gettering Effect).

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2000.02a
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• pp.94-94
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• 2000

증류수(Distilled Water)와 메탄올(CH3OH)의 혼합용액을 전기분해하여 Si 기판위에 다이아몬드상 카본을 증찰하였다. Si 기판은 HF(16%) 용액으로 산화막을 제거하고, 전이금속 Co, Ni 박막을 증착시킨 후 전기 분해 장치의 전극 (-)단자에 연결하였다. (+)단자에는 순도 99%의 탄소 전극을 사용하였다. 기존의 에탄올, 에틸렌 글리콜(H2O-HOCH2CH2OH), 메탄올등의 전해질에 1000V 이상의 고전압을 인가하는 방법대신 메탄올과 증류수, 그리고 암모니아수(NH4OH)의 비를 달리하는 혼합액을 전해질로 사용하였다. 그결과 낮은 전압 (800V 이하)과 낮은 온도(6$0^{\circ}C$ 미만)에서도 다이아몬드상 카본을 증착할 수 있었다. 증착한 시료와 용액은 XRD, SEM, FT-IR 등을 이용하여 분석하였다.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.6 no.12
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• pp.1162-1169
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• 1996

rf 플라즈마 화학증착을 이용하여 증착된 hydrogenated DLC막의 잔류응력 거동에 대해 조사하였다. 합성된 DLC막의 압축 잔류응력은 이온 에너지뿐만 아니라 이온/원자 유입량 비에 의해 영향을 받는 것으로 조사되었다. 잔류응력의 최대치는 이온/원자 유입량비가 증가할수록 낮은 이온 에너지 구간에서 일어나며 그 값은 증가하였다. 이온 에너지에 따른 DLC막의 결합 구조의 변형을 Raman 스펙트럼을 이용하여 분석하였다. DLC막의 잔류응력은 sp3결합의 net working이 최대가 되는 점에서 최대치를 보이며, 이는 sp3 net working에 의한 부피팽창 요인에 기인하는 것으로 생각된다. DLC막 내의 유입되는 수소는 잔류응력의 직접적인 원인으로 작용하지 않는 것으로 분석되었다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2003.10a
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• pp.116-116
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• 2003

• Korean Journal of Materials Research
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• v.9 no.11
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• pp.1049-1054
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• 1999

Two-step growth method is suggested to enhance the alignment of highly oriented diamond films. (100) Si wafers are pretreated with negative biasing of - 200 V at $850^{\circ}C$ for 20 min with 4 % methane in hydrogen plasma. The pretreated wafers are grown under the lst-step growth conditions(2 % CH$_4$ in H$_2$, $810^{\circ}C$) from 2 hr to 35 hr, in order to obtain <100> textured films. The 2nd-step growth(2 % CH$_4$ in H$_2$, $850^{\circ}C$) is carried out to make diamond films having (100) growth planes, which are parallel to the substrate. The alignment of the films after the 1st-step growth, has been analyzed by {111} X-ray pole figure, which is improved abruptly with increasing film thickness. However, the pyramidal surface morphology is inevitable. These morphology is flattened after the 2nd-step growth by developing the (100) facets parallel to the substrate. The alignment of the highly oriented textured films after the two-step growth depends on the thickness of the 1st-step growth film.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.17 no.6
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• pp.538-543
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• 2008

Recently a nano-scale diamond is possible to manufacture forms of powder(below 100 nm) by new processing of explosion or deposition method. Using a sintering of nano-scale diamond is possible to manufacture of grinding tools. We have need of a processing development of coated uniformly inorganic to prevent an abnormal grain growth of nano-crystal and bonding obstacle caused by sintering process. This paper, in order to improve the sintering property of nano-scale diamond, we coated ZnO thin films(thickness: $20{\sim}30\;nm$) in a vacuum by ALD(atomic layer deposition) Economically, in order to deposit ZnO all over the surface of nano-scale diamond powder, we used a new modified fluidized bed processing replaced mechanical vibration effect or fluidized bed reactor which utilized diamond floating owing to pressure of pulse(or purge) processing after inserted diamond powders in quartz tube(L: 20 mm) then closed quartz tube by porosity glass filter. We deposited ZnO thin films by ALD in closed both sides of quartz tube by porosity glass filter by ALD(precursor: DEZn($C_4H_{10}Zn$), reaction gas: $H_2O$) at $10^{\circ}C$(in canister). Processing procedure and injection time of reaction materials set up DEZn pulse-0.1 sec, DEZn purge-20 sec, $H_2O$ pulse-0.1 sec, $H_2O$ purge-40 sec and we put in operation repetitive 100 cycles(1 cycle is 4 steps) We confirmed microstructure of diamond powder and diamond powder doped ZnO thin film by TEM(transmission electron microscope) Through TEM analysis, we confirmed that diamond powder diameter was some $70{\sim}120\;nm$ and shape was tetragonal, hexagonal, etc before ALD. We confirmed that diameter of diamond powders doped ZnO thin film was some $70{\sim}120\;nm$ and uniform ZnO(thickness: $20{\sim}30\;nm$) thin film was successfully deposited on diamond powder surface according to brightness difference between diamond powder and ZnO.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2016.11a
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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.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.7 no.7
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• pp.582-586
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• 1997

본 연구에서는 플라즈마 화학 증착법으로 기판에 따른 DLC 박막의 접착력 변화를 조사하였다. 박막의 분리가 발생하기 시작하는 경우의 두께를 임계두께로 정하여 스크래치 테스터로 측정된 임계하중과 더불어 박막의 잡착강도값으로 사용하였다. 다이아몬드상 탄소박막은 실리콘 기판에서 가장 우수한 접착력을 가지는 것으로 나타났으며, 크롬>티타늄>철>세라믹 기판의 순으로 접착력이 감소하였다. XPS, AES 분석을 사용하여 계면에서 결합구조와 결합형태 등을 관찰하여 접착력과의 관계를 조사하였다. 그 결과 다이아몬드상 탄소박막의 접착강도는 막/기판의 계면에서의 탄화물 형성에 영향을 받으며, 계면에서의 초기산화물층에 큰 영향을 받는것을 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2015.05a
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• pp.72-72
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• 2015

최근 비철소재 가공용 공구의 이형성 향상 코팅 및 자동차 부품의 고온 환경에서 사용할 수 있는 코팅으로 유망한 수소가 없는 비정질 다이아몬드 카본 막 (Non-Hydrogen Diamond Like Carbon films : ta-C)을 양산할 수 있는 코팅 시스템에 대한 연구 결과를 발표하고자 한다. 본 시스템은 Diamet-600이라고 하며 ta-C의 처리폭은 350 mm, 직경 450 mm 8축 공자전 치구에서 400nm/h의 증착률을 가지며, 막의 경도는 최대 65GPa을 달성하였다.