• Title/Summary/Keyword: 비정질 탄소 박막

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The Growth of Diamond-Like-Carbon (DLC) Film by PECVD and the Characterization (PECVD에 의한 DLC 박막의 성장과 그 특성 조사)

  • 조재원;김태환;김대욱;최성수
    • Journal of the Korean Vacuum Society
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    • v.7 no.3
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    • pp.248-254
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    • 1998
  • DLC(Diamond-Like-Carbon) thin film, one of the solid state amorphous carbon films, has been deposited by the method of PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition). The structural features have been characterized using both FT-IR Spectroscopy and Raman Scattering. The film is considered to consist of microcrystalline diamond domains and graphitelike carbon domains, which are interconnected by hydrogenated $sp^3$ tetrahedral carbons. This shows a good agreement with the results by I-Vmeasurements. In I-Vstudy, the sudden increase of current has been observed and this phenomenon is understood to be due to the tunneling effect between graphitelike domains. A characteristic feature related to the $\beta$-SiC has been identified in the study of Raman Scattering for the very thin film, which suggests that a buffer layer forms at the interface of the Si substrate and the carbon film.

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Investigation of Amorphous Carbon Film Deposition by Molecular Dynamic Simulation (분자 동역학 전산모사에 의한 비정질 탄소 필름의 합성거동 연구)

  • 이승협;이승철;이규환;이광렬
    • Journal of the Korean Vacuum Society
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    • v.12 no.1
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    • pp.25-34
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    • 2003
  • Deposition behavior of hard amorphous carbon film was investigated by molecular dynamic simulation using Tersoff potential which was suggested for the interaction potential between carbon atoms. When high energy carbon atoms were collided on diamond (100) surface, dense amorphous carbon film could be obtained. Physical properties of the simulated carbon film were compared with those of the film deposited by filtered cathodic arc process. As in the experimental result, the most diamond-like film was obtained at an optimum kinetic energy of the incident carbon atoms. The optimum kinetic energy was 50 eV, which is comparable to the experimental observation. The simulated film was amorphous with short range order of diamond lattice. At the optimum kinetic energy condition, we found that significant amount of carbon atom were placed at a metastable site of distance 2.1 $\AA$. By melting and quenching simulation of diamond lattice, it was shown that this metastatic peak is Proportional to the quenching rate. These results show that the hard and dense diamond-like film could be obtained when the localized thermal spike due to the collision of high energy carbon atom can be effectively dissipated to the lattice.

물리기상증착법으로 형성된 다이아몬드상 탄소 박막의 마찰 특성에 관한 연구

  • 박관우;문일도;나종주;김대은
    • Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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    • 2004.05a
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    • pp.141-141
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    • 2004
  • 다이아몬드상 탄소(diamond-like carbon, DLC) 박막은 명칭에 함축된 의미로 알 수 있듯이 다이아몬드와 유사한 특징을 지니고 있다. DLC 박막은 비정질(amorphous) 고상 탄소 박막으로 구조적으로 Sp$^1$, Sp$^2$, Sp$^3$의 결합들로 구성되어 있다. DLC 박막의 물성으로는 우수한 경도, 내마모성, 낮은 마찰계수, 화학적 안정성 그리고 적외선(IR) 영역에서의 높은 투과율 등이 있다. 현재 DLC 박막은 앞서 열거된 물성들의 장점을 활용하여 다양한 산업분야에서 활발히 응용되고 있다.(중략)

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Influence of hydrogen gas in amorphous carbon film on L020 cell growth (비정질 탄소 박막내 수소에 의한 세포 성장 변화)

  • Piao, Jinxiang;Lee, Jun-Seok;Jin, Su-Bong;Kumar, M.;Sahu, B.B.;Han, Jeon-Geon
    • Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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    • 2015.05a
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    • pp.69-70
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    • 2015
  • 탄소는 독성이 없고 친환경적이며 물리화학적 안정성 및 내마모성 등 많은 장점을 가지고 있어 많은 연구들이 진행 되고 있다. 바이오영역에서도 많은 연구들이 진행되어 왔지만 실제 응용된 것은 많지 않다. 본 연구에서는 탄소 박막표면에 -CHx 화학구조가 세포 성장에 어떤 영향을 미치는지 규명 하고자 하였다.

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Low Temperature Solid Phase Crystallization of Amorphous Silicon Films Deposited by High-Vacuum-Chemical Vapor Deposition (고진공 화학증착법으로 증착된 비정질 실리콘 박막의 저온 고상결정화에 관한 연구)

  • 이상도;김형준
    • Journal of the Korean Vacuum Society
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    • v.4 no.1
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    • pp.77-84
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    • 1995
  • LCD용 다결정 실리콘 TFT의 제조에 요구되는 고품위의 다결정 실리콘 박막을 60미만의 저온 공정으로 제조하는 기술로 비정질 박막의 고상 결정화(solid phase crystallization) 가 유망하다. 본 연구에서는 고진공 화학증착기를 이용하여 증착된 비정질 실리콘 막의 고상결정거동에 대해 연구하였다. 고상 결정화 속도 및 결정화 후의 결정성(결정립 크기 및 결함 밀도) 화학증착시의 증착가스의 종류(SiH4 혹은 Si2H6), 공정 압력, 증착 온도 등에 민감한 영향을 받으며 Si2H6가스의 사용, 증착 압력의 증가, 증착온도의 감소는 최종 결정립의 크기를 현저히 증가시킨다. 또한 증착전의 기초 진공도를 높임으로써 반응기 잔류 가스에 의한 산소나 탄소 등의 막내 유입이 감소되어 결정화 속도가 증가하고 결정성이 향상되었다.

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The hardness property for the contents of hydrogen of DLC coating deposited by PECVD (PECVD를 이용하여 증착시킨 DLC 코팅의 수소함유량에 의한 경도 특성)

  • Kim, Jun-Hyeong;Mun, Gyeong-Il;Park, Jong-Wan
    • Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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    • 2011.05a
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    • pp.141-141
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    • 2011
  • DLC(Diamond Like Carbon) 박막은 높은 경도, 낮은 마찰계수, 내화학성 등의 우수한 트라이볼로지적 특성을 가지고 있기 때문에 다양한 산업분야에서 적용되고 있다. 이러한 DLC 박막은 합성기구나 구조의 관점에서 몇 가지 다른 이름으로 불려지기도 한다. 밀도와 경도가 높기 때문에 경질탄소(Hard Carbon)라고도 불려지며, 수소를 함유한 경우에는 수소함유 비정질 탄소(Hydrogenated Amorphous Carbon)이라는 이름이 사용되며, 고밀도 탄소(Dense Carbon) 또는 고밀도 탄화수소(Dense Hydrocarbon)라고 불리기도 한다. 이렇듯 DLC 박막은 합성방법에 따라 함유된 수소와 탄소의 결합구조의 차이가 있다. 수소 함유한 DLC 박막은 20~50%까지 수소를 함유하며, DLC막의 기계적, 광학적, 전기적 특성들이 수소함량과 밀접한 관계를 가지고 있는 것으로 알려져 있다. 그러나 함유된 수소가 $300^{\circ}C$ 이상의 온도에서는 쉽게 결합에서 이탈되면서 흑연화와 더불어 마찰마모시 코팅층의 파손이 발생한다고 보고되고 있고, 또한 수소량이 증가함에 따라 DLC 박막의 경도는 감소하게 되는데, 이는 수소에 의해 dangling bond가 Passivation되면 탄화수소의 3차원적인 Crosslinking은 그만큼 감소하게 되기 때문이라고 알려져 있다. 본 연구에서는 PECVD를 이용하여 여러 가지 공정에 따른 DLC 박막을 증착시켰으며, 수소함유량에 따른 DLC막의 구조와 그에 따른 경도 변화를 살펴보았다. FTIR(Furier Transform Infrared Spectroscopy)과 Raman Spectroscopy을 이용하여 DLC막의 수소의 결합상태를 관찰하였으며, Nano Indentation을 사용하여 미소경도를 측정하였고, FE-SEM을 이용하여 표면과 단면을 관찰하였다. 막의 두께 측정에는 ${\alpha}$-Step을 사용하였으며, Ball-on-Disk 타입의 Tribo-meter을 이용하여, 모재의 경도에 따른 마찰계수 변화를 관찰하였다.

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The various bonding structure of SiOC thin films attributed to the carbon density (탄소밀도의 변화가 SiOC 박막의 결합구조에 미치는 영향)

  • Oh Teresa
    • Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SD
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    • v.43 no.5 s.347
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    • pp.11-16
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    • 2006
  • This paper reports the correlation between dielectric constant and degree of amorphism of the hybrid type SiOC thin films. SiOC thin films were deposited by high density plasma chemical vapor deposition using bistrimethyl- silylmethane(BTMSM,$H_{9}C_{3}-Si-CH_{2}-Si-C_{3}H_{9}$) and oxygen precursors with various flow rate ratio. As-deposited film and annealed films at $400^{\circ}C$ were analyzed by XRD. The SiOC thin films were amorphous from XRD patterns. For quantitative analysis, the diffraction pattern of the samples was transformed to radial distribution function by Fourier analysis, and then compared with each other. The degree of amorphism of annealed films was higher than that of as-deposited ones. The dielectric constant varied in accordance with flow rate ratio of precursors. The lowest dielectric constant was obtained from the as-deposited film which has the highest degree of amorphism after annealing.

Study on the Different Characteristic of Chemical and Electronic Properties (SiOC 박막의 화학적 특성과 전기적인 특성에 대한 차이점에 관한 연구)

  • Oh, Teresa
    • Journal of the Korean Vacuum Society
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    • v.18 no.1
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    • pp.49-53
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    • 2009
  • The chemical properties of SiOC film was studied for inter-layer insulator. SiOC film was formed with non polarity due to the appropriate union by the alkyl and hydroxyl group. An amorphous structure of non polarity can induce the low dielectric constant materials. The chemical properties of thin film can define the bonding structure owing to the ionic variation, and the analysis of chemical properties was researched by the carbon content using the FTIR spectra, and induced the film with non polarity. The electrical properties is the electron flow, and is always not the same as the chemical properties. The electrical properties of SiOC film with various flow rate ratios was analyzed and researched the correlation between the chemical properties. SiOC film showed the increasing of the leakage current after annealing process, and abruptly increased the carbon content at some samples. But the sample with increasing the carbon content decreased the leakage current. It means that the chemical properties is not the same as the electrical properties, and the carbon is related with the variation of the bonding structure, and does not contribute the current flow.

A study of microstructure and physical properties of low density carbon films synthesized by magnetron sputtering (마그네트론 스퍼터링으로 합성된 저밀도 탄소 박막의 미세구조 및 물리적 특성에 대한 고찰)

  • Kim, Seong-Il;Sim, Byeong-Cheol;Choe, Yun-Seok;Choe, In-Sik;Han, Jeon-Geon
    • Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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    • 2012.05a
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    • pp.347-348
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    • 2012
  • 수소가 포함 되지 않은 저밀도 구조의 카본 박막을 마그네트론 스퍼터링으로 합성하였다. 본 실험을 통하여 플라즈마 변수에 따른 저밀도 구조의 카본 박막의 미세 구조와 물리적 특성과의 상관관계를 FESEM, AFM, 4-point probe의 분석 기구를 통하여 분석 하였고, 비정질 저밀도 구조의 탄소 박막에 Pt을 ion sputtering을 통하여 도핑 한 결과 1000에서 $0.0013{\Omega}cm$ 까지 전기 비저항을 낮추는 결과를 얻었다.

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