• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2007.11a
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• pp.481-482
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• 2007

• Proceedings of the Korean Ceranic Society Conference
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• 2000.10a
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• pp.192.1-192
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• 2000

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2001.11a
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• pp.71-71
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• 2001

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2000.11a
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• pp.41-41
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• 2000

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2008.11a
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• pp.81-82
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• 2008

하이브리드 코팅 시스템을 이용하여 $CrMoC_xN_{1-x}$ 박막을 AISI D2와 실리콘 웨이퍼 모재 위에 증착하였다. 박막 내 탄소 함량은 $CH_4/(CH_4+N_2)$ 가스 유량 증가에 비례하여 증가했다. 탄소 함량이 0.33일 때 44GPa의 최대강도 및 -4.4GPa의 잔류응력을 나타내었다. CrMoN 박막의 평균 마찰계수는 0.42이지만, 탄소함량을 증가함에 따라 0.31까지 감소 하였다. 이것은 박막 표면과 스틸볼 사이에서 탄소가 풍부한 층이 형성되어 일종의 고체윤활제 역할을 했기때문이다. 박막의 미세조직은 X-ray diffraction, Scanning electron microscopy, 그리고 X-ray photoelectron spectroscopy를 이용하여 분석하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 1999.07a
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• pp.148-148
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• 1999

다이아몬드에 버금가는 높은 경도뿐만 아니라 높은 화학적 안정성 및 열전도성 등 우수한 물리화학적 특성을 가진 입방정 질화붕소(cubic Boron Nitride)는 마찰.마모, 전자, 광학 등의 여러 분야에서의 산업적 응용이 크게 기대되는 자료이다. 특히 탄화물형성원소에 대해 안정하여 철계금속의 가공을 위한 공구재료로의 응용 또한 기대되는 재료이다. 특히 탄화물형성원소에 대해 안정하여 철계금속의 가공을 위한 공구재료로의 응용 또한 크게 기대된다. 이 때문에 각종의 PVD, CVD 공정을 이용하여 c-BN 박막의 합성에 대한 연구가 광범위하게 진행되어 많은 성공사례들이 보고되고 있다. 그러나 이러한 c-BN 박막의 유용성에도 불구하고 아직 실제적인 응용이 이루어지지 못한 것은 증착직후 급격한 박리현상을 보이는 c-BN 박막의 밀착력문제때문이다. 본 연구에서는 평행자기장을 부가한 ME-ARE(Magnetically Enhanced Activated Reactive Evaporation)법을 이용하여 c-BN 박막을 합성하고, 합성된 c-BN 박막의 밀착력에 미치는 공정인자의 영향을 규명하여, 급격한 박리현상을 보이는 c-BN 박막의 밀착력 향상을 위한 최적 공정을 도출하고자 하였다. BN 박막 합성은 전자총에 의해 증발된 보론과 (질소+아르곤) 플라즈마의 활성화반응증착(activated reactive evaporation)에 의해 이루어졌다. 기존의 ARE장치와 달리 열음극(hot cathode)과 양극(anode)사이에 평행자기장을 부여하여 플라즈마를 증대시켜 반응효율을 높혔다. 합성실험용 모재로는 p-type으로 도핑된 (100) Si웨이퍼를 30$\times$40 mm크기로 절단 후, 100%로 희석된 완충불산용액에 10분간 침적하여 표면의 산화층을 제거한후 사용하였다. c-BN 박막을 얻기 위한 주요공정변수는 기판바이어스 전압, discharge 전류, Ar/N가스유량비이었다. 증착공정 인자들을 변화시켜 다양한 조건에서 c-BN 박막의 합성하여 밀착력 변화를 조사하였다. 합성된 박막의 결정성 분석을 FTIR을 이용하였으며, Bn 박막의 상 및 미세구조관찰을 위해 투과전자현미경(TEM;Philips EM400T) 분석을 병행하였고, 박막의 기계적 물성 평가를 위해 미소경도를 측정하였다. 증착된 c-BN 박막은 3~10 GPa의 큰 잔류응력으로 인해 증착직후 급격한 박리현상을 보였다. 이의 개선을 위해 증착중 기판바이어스 제어 및 후열처리를 통해 밀착력을 수~수백배 향상시킬 수 있었다. c-BN 박막의 합성을 위해서는 증착중인 박막표면으로 큰 에너지를 갖는 이온의 충돌이 필요하기 때문에 기판 바이어스가 요구되는데, c-BN의 합성단계를 핵생성 단계와 성장 단계로 구분하여 인가한 기판바이어스를 달리하였다. 이 결과 그림 1에서 나타낸 것처럼 c-BN 박막의 핵생성에 필요한 기판바이어스의 50% 정도만을 인가하였을 때 잔류응력은 크게 경감되었으며, 밀착력이 크게 향상되었다.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2003.06a
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• pp.1537-1540
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• 2003

MEMS technology with micro scale is complete system utilized as the sensor. micro electro device. The metallization of MEMS is very important to transfer the power operating the sensor and signal induced from sensor part. But in the MEMS structures local stress concentration and deformation is often happened by geometrical shape and different constraint on the metallization. Therefore. this paper studies the effect of supporting type and thickness ratio about thin film thickness of the substrate thickness for the residual stress variation caused by thermal load in the multi-layer thin film. Specimens were made from materials such as Al, Au and Cu and uniform thermal load was applied, repeatedly. The residual stress was measured by FEA and nano-indentation using AFM. Generally, the specimen made of Al induced the large residual stress and the 1st layer made of Al reduced the residual stress about half percent than 2nd layer. Specimen made of Cu and Au being the lower thermal expansion coefficient induce the minimum residual stress. Similarly the lowest indentation length was measured in the Au_Cu specimen by nano-indentation.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.28 no.5
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• pp.532-538
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• 2004

MEMS technology applying to the sensors and micro-electro devices is complete system. These microsystems are made by variable processes. Especially, the mentallization process has very important functions to transfer the power operating the sensor and signal induced from sensor part. But in the structures of MEMS the local stress concentration and deformation are often yielded by an irregular geometrical shape and different constraint. Therefore, this paper studies the effect of supporting type and thickness ratio about thin film of the substrate on the residual stress variation when the thermal loads is applied to the multi-layer thin film fabricated by metallization process. Specimens were made from several materials such as Al, Au and Cu. Then, uniform thermal load was applied, repeatedly. The residual stress was measured by FE Analysis and nano-indentation method using AFM. Generally, the specimen made of Al induced the larger residual stress than that of made of other materials. Specimen made of Cu and Au having the low thermal expansion coefficient induces the minimum residual stress. Similarly, the lowest indentation length was measured by nano-indentation method in the Si/Au/Cu specimen. Particularly, clusters are created in the specimen made of Cu by thermal load and the indentation length became increasingly large by cluster formation.

• Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers
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• v.12 no.2
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• pp.14-19
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• 2013

The size and distribution of residual stresses and the effect of the minimum mesh size were investigated by the a-Si thin film solar cell. Attributed to the difference in coefficient of thermal expansion of the a-Si and Ag concentrated residual stresses at the joint interface of dissimilar materials. The ${\sigma}y$ and ${\tau}xy$ didn't appear in the central part, but ${\sigma}x$ existed. However, ${\sigma}x$, ${\sigma}y$ and ${\tau}xy$ appeared in the edge part and concentrated residual stresses at the interface between a-Si and Ag. Minimum mesh size gets smaller, the concentration of ${\sigma}y$ was significantly and existence area was reduced. As a result, the failure of thin film solar cells during the cutting process can be explained by the residual stresses.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.31 no.10
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• pp.73-78
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• 2003

MEMS technology in the field of aerospace engineering is more important with light weight and high resolution. Therefore the investigation of thin films properties is issued and the residual stress of thin filrns is one of the important problems to solve. Ion implantation without thermal annealing is applied for the stress gradient relaxation of LPCVD polysilicon films used as the structural part in MEMS. He+ and Ar+ ion implantations reduce the stress gradient of polysilicon films. The property modification of polysilicon films by ion implantation is also investigated. The elastic modulus and hardness of polysilicon films with ion implantation is studied by CSM method which is an advanced nano-indentation method. Ion implantation decreases the elastic modulus and hardness of polysilicon films. However, they are improved with increasing ion dose.