• 제목/요약/키워드: Boron Nitride

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Ionized Cluster Beam 증착방법을 이용한 Indium-Tin-Oxide(ITO) 박막의 제작과 그 특성에 관한 연구 (A Study on the Fabrication and Characteristics of ITO thin Film Deposited by the Ionized Cluster Beam Deposition)

  • 최성창;황보상우;조만호;김남영;홍창의;이덕형;심태언;황정남
    • 한국진공학회지
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    • 제5권1호
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    • pp.54-61
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    • 1996
  • Indium-tin oxide (ITO) films were deposited on the glass substrate by the reactive -ionized cluster beam deposition(ICBD) method. In the oxygen atmosphere, indium cluster formed through the nozzle is ionized by the electron bombardment and is accelerated to be deposited on the substrate. And tin is simultaneoulsy evaporated from the boron-nitride crucible. The chracteristics of films were examined by the X-ray photoelectron spectroscopy(XPS), glancing angle X-ray diffractrion(GXRD) and the electrical properties. were measured by 4-point-probe and Hall effect measurement system . From the XPS spectrum , it was found that indium and tin atoms combined with the oxygen to form oxide$(In_2O_3, SnO_2)$. In the case of films with high tin-concentration, the GXRD spectra show that the main $In_2O_3$ peak of (222) plane, but also sub peaks((440) peak etc.) and $SnO_2$ peaks were detected. From that results, itis concluded that the heavily dopped tin component (more than 14 at. %) disturbs to form $In_2O_3$(222) phase. Four-point-probe and Hall effect measurement show that, in the most desirable case, the transmittance of the films is more then 90% in visible range and its resistivity is $$\rho$=3.55 \times10^{-4}\Omega$cm and its mobility is $\mu$=42.8 $\textrm{cm}^2$/Vsec.

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Ba-Ferrite와 GC, CBN을 이용한 자기 연마재 개발 (Development of The Magnetic Abrasive Using Ba-Ferrite and GC, CBN)

  • 김희남;윤여권
    • 한국안전학회지
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    • 제23권5호
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    • pp.43-48
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    • 2008
  • The magnetic polishing is the useful method to finish some machinery fabrications by using magnetic power. This method is one of the precision polishing techniques and has an aim for clean technology in the transportation of the pure gas in the clean pipes. The magnetic abrasive polishing method is not so common in the field of machine that it is not known to widely. There are only few researchers in this field because of non-effectiveness of magnetic abrasive. Therefore, in this paper deals with development of the magnetic abrasive using Ba-Ferrite. In this development, abrasive grain GC and CBN has been made by using the resin bond fabricated at low temperature. And magnetic abrasive powder was fabricated from the Ba-Ferrite which was crushed into 200 mesh. The XRD analysis result shows that only GC, CBN and Ba-Ferrite crystal peaks were detected, explaining that resin bond was not any more to contribute chemical reaction. From SEM analysis, we found that GC, CBN abrasive and Ba-Ferrite were strongly bonding with each other.

W-B-C-N 확산방지막의 질소 불순물의 영향과 박막의 두께에 따른 열확산 특성 연구 (Nitrogen concentration effect and Thin film thickness effect of tungsten - Boron - carbon - nitride thin film for diffusion barrier)

  • 김수인;최민건;이창우
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.173-174
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    • 2007
  • 반도체 소자가 발달함에 따라서 박막은 더욱 다층화 되고 그 두께는 줄어들고 있다. 따라서 소자의 초고집적화를 위해서는 각 박막의 두께를 더욱 작게 하여야 한다. 또한 반도체 소자 제조 공정에서는 Si 기판과 금속 박막간의 확산이 커다란 문제로 부각되어 왔다. 특히 Cu는 높은 확산성에 의하여 Si 기판과 접합에서 많은 확산에 의한 문제가 발생하게 되며, 또한 선폭이 줄어듦에 따라 고열이 발생하여 실리콘으로 spiking이 발생하게 된다. 이러한 확산을 방지하기 위하여 금속 배선과 Si기판 사이에는 필연적으로 확산방지막을 삽입하게 되었다. 기존의 연구에서는 $1000\;{\AA}$의 W-B-C-N 확산방지막을 제작하여 연구하였다. 이 논문에서는 Cu의 확산을 방지하기 위한 W-B-C-N 확산방지막을 다양한 두께로 제작하여 그 특성을 확인하여 초고집적화를 위한 더욱 얇은 두께의 W-B-C-N 확산방지막에 대하여 연구하였다. W-B-C-N 확산방지막의 두께 변화에 대한 특성을 확인하기 위하여 $900^{\circ}C$까지 열처리 한 후 그 면저항을 측정하였다.

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화학기상증착법을 이용한 $MoS_2$ 증착에 관한 연구

  • 문지훈;김동빈;황찬용;강상우;김태성
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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    • pp.116.2-116.2
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    • 2013
  • 최근 그래핀, hexagonal boron nitride (h-BN) 및 $MoS_2$ (molybdenum disulfide)와 같은 2차원 결정 물질들은 무어의 법칙 (Moore's Law)를 뛰어넘어 계속적인 소자의 소형화를 가능케 하고 또한 대면적, 저비용 소자 개발을 가능케 하는 우수한 특성을 가진 차세대 반도체 트랜지스터 소재로 각광받고 있다. $MoS_2$는 bulk 상태일 때는 1.2 eV의 indirect 밴드갭을 가지지만 단층형태일 때는 1.8 eV의 direct 밴드갭을 가지며 dielectric screening 기법 등을 통해 mobility를 향상시킬 수 있는 것으로 연구된 바 있다. 본 연구에서는 화학기상증착(chemical vapor deposition, CVD)법을 이용하여 $MoS_2$박막을 형성하기 위한 기초연구인 Mo전구체의 특성 평가 및 적합한 공정조건 개발 연구를 수행하였다. 사용한 전구체는 $Mo(CO)^6$ (Molybdenum hexacarbonyl)이고, 온도 및 압력, 반응기체($H_2S$, Hydrogen sulfide) 유량 등의 공정 조건 변화에 따른 거동을 Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) 시스템을 사용하여 측정하였다. 또한 $Mo(CO)^6$의 분자구조를 상용 프로그램인 Gaussian으로 시뮬레이션 하여 실제 FT-IR 측정 결과값과 비교 분석하였다. 화학기상증착법을 이용한 $MoS_2$ 증착조건 최적화를 위하여 다양한 온도, 유량, 압력, 및 기판 종류에 대하여 증착 실험을 수행하였으며, 증착된 샘플은 scanning electron microscope (SEM), Raman spectroscopy를 이용하여 분석하였다.

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Vibration analysis of double-bonded micro sandwich cylindrical shells under multi-physical loadings

  • Yazdani, Raziye;Mohammadimehr, Mehdi;Zenkour, Ashraf M.
    • Steel and Composite Structures
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    • 제33권1호
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    • pp.93-109
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    • 2019
  • In the present study, vibration analysis of double bonded micro sandwich cylindrical shells with saturated porous core and carbon/boron nitride nanotubes (CNT/BNNT) reinforced composite face sheets under multi-physical loadings based on Cooper-Naghdi theory is investigated. The material properties of the micro structure are assumed to be temperature dependent, and each of the micro-tubes is placed on the Pasternak elastic foundations, and mechanical, moisture, thermal, electrical, and magnetic forces are effective on the structural behavior. The distributions of porous materials in three distributions such as non-linear non-symmetric, nonlinear-symmetric, and uniform are considered. The relationship including electro-magneto-hydro-thermo-mechanical loadings based on modified couple stress theory is obtained and moreover the governing equations of motion using the energy method and the Hamilton's principle are derived. Also, Navier's type solution is also used to solve the governing equations of motion. The effects of various parameters such as material length scale parameter, temperature change, various distributions of nanotube, volume fraction of nanotubes, porosity and Skempton coefficients, and geometric parameters on the natural frequency of double bonded micro sandwich cylindrical shells are investigated. Increasing the porosity and the Skempton coefficients of the core in micro sandwich cylindrical shell lead to increase the natural frequency of the structure. Cylindrical shells and porous materials in the industry of filters and separators, heat exchangers and coolers are widely used and are generally accepted today.

이중 주파수 지원 절삭으로 가공된 타원형 딤플의 특성 (Characterization of Elliptical Dimple Fabricated with Dual Frequency Vibration Assisted Machining)

  • 박건철;고태조;쿠르니아완 렌디;아리 사우드
    • 한국기계가공학회지
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    • 제20권2호
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    • pp.23-31
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    • 2021
  • Surface texturing is a promising route to reduce the friction forces between two surfaces in sliding contact. To this end, the fabrication of micro dimples is one of the most widely used surface texturing methods. According to published results, textured surfaces with elliptical micro dimples offer the best friction performance. Therefore, we fabricated elliptical micro dimples on carbon steel (SM45C) by using dual frequency vibration assisted machining. High and low frequencies of 16.3 kHz and 230 Hz were applied to the 3D resonant elliptical vibrator. The 3D resonant elliptical vibrator with a triangular cubic boron nitride insert was assembled on a computer numerically controlled turning lathe. Oval micro dimples of various profiles were manufactured on carbon steel. In terms of the profile of the elliptical micro dimples, the experimental results indicated that the average micro dimple width and depth were 112 ㎛ and 7.7 ㎛. These dimensions are closely related to the cutting conditions and can be easily controlled.

다구찌법을 이용한 석영의 최적 가공조건 선정에 관한 연구 (Selection of Optimal Processing Conditions for Quartz Using the Taguchi Method)

  • 정호인;최성준;이춘만
    • 한국기계가공학회지
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    • 제21권2호
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    • pp.123-129
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    • 2022
  • Quartz (SiO2) has high abrasion and heat resistances and excellent chemical and mechanical properties; therefore, it is used in various industries, such as machinery, chemistry, optics, and medicine. Quartz is a high-hardness and brittle material and is classified as the topmost difficult-to-cut material, which is because of the cracking or chipping at the edge during processing. Corner wear, such as cracks and chippings that occur during cutting, is a major cause for the deterioration in the machining quality. Therefore, many researchers are investigating various techniques to process quartz effectively. However, owing to the mechanical properties of quartz, most studies have been conducted on grinding, micromachining, and microdrilling. Few studies have been conducted on quartz processing. The purpose of this study was to analyze the machining characteristics according to the machining factors during the slot machining of quartz using a cubic boron nitride (CBN) tool and to select the optimal machining conditions using the Taguchi method. The machining experiment was performed considering three process variables: the spindle speed, feed rate, and depth of cut. The cutting force and surface roughness were analyzed according to the processing conditions.

볼 엔드밀의 헬릭스 각도에 따른 STD 11 소재의 표면 거칠기에 관한 연구 (A study on the surface roughness of STD 11 material according to the helix angle of ball endmill)

  • 김종수
    • Design & Manufacturing
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    • 제17권1호
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    • pp.33-39
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    • 2023
  • The ball end mill is a type of cutting tool that is widely used to process complex mold shapes including aspheric surfaces. Unlike the flat end mill in which the cutting edge is formed on the cylindrical handle, the cutting edge is formed from the cylindrical handle to the hemispherical shape, which is advantageous for processing curved shapes. However, since the cutting speed continuously changes during machining due to the helix angle of the cutting edge or the machining inclination angle, it is difficult to obtain a precise machined surface. Therefore, in this paper, machining was performed while changing the helix angle of the ball end mill and the angle of the machining slope under the same cutting conditions for STD 11 material, which is widely used as a mold material. Through this, the effect of the two variables on the roughness of the machined surface was analyzed. As a result, if the helix angle was 0 degrees, it showed the best surface roughness of Ra. 0.16 ㎛. When the helix angle was 20 degrees, the best surface roughness of Ra. 0.18 ㎛ was occurred.

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MODIFICATION OF INITIALLY GROWN BN LAYERS BY POST-N$^{+}$ IMPLANTATION

  • Byon, E-S.;Lee, S-H.;Lee, S-R.;Lee, K-H.;Tian, J.;Youn, J-H.;Sung, C.
    • 한국표면공학회지
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    • 제32권3호
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    • pp.351-355
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    • 1999
  • BN films with a high content of cubic phase has been deposited by a variety of techniques. It is well known that c-BN films grow with a unique microstructure consisting of $sp^2$ and $sp^{3-}$ bonded layers. Because of existence of the initially grown $sp^{2-}$ /bonded layer, BN films are not adhesive to the substrates. In this study, post-N$^{+ }$ / implantation was applied to improve the adhesion of the films. A Monte Carlo program TAMIX was used to simulate this modification process. The simulation showed nitrogen concentration profile at $1200\AA$ in depth in case of 50keV -implantation energy. FTIR spectra of the $N^{+}$ implanted specimens demonstrated a strong change of absorption band at 1380 cm$^{ -1 }$The films were also investigated by HRTEM. From these results, it is concluded that the post ion implantation could be an effective technique which improves the adhesion between BN film and substrate.

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R.F. plasma assisted CVD로 합성한 BN, BCN 박막의 물성과 구조 연구

  • 김홍석;백영준;최인훈
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 1999년도 제17회 학술발표회 논문개요집
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    • pp.114-114
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    • 1999
  • Boron nitride (BN)는 매우 뛰어난 물리적, 화학적 성질을 가지고 있는 재료로 많은 연구가 진행되고 있다. hexagonal 형태의 hBN의 경우 큰 전기 저항과 열 전도도를 가지고 있고 열적 안정성을 가지고 있어 반도체 소자에서 절연층으로 쓰일 수 있다. 또한 X-ray와 가시광선을 투과시키기 때문에 X-ray와 가시광선을 투과시키기 때문에 X-ray lithography이 mask 기판으로 사용될 수 있다. Boron-carbon-nitrogen (BCN) 역시 뛰어난 기계적 성질과 투명성을 가지고 있어 보호 코팅이나 X-ray lithography에 이용될 수 있다. 또한 원자 조성이나 구성을 변화시켜 band gap을 조절할 수 있는 가능성을 가지고 있기 때문에 전기, 광소자의 재료로 이용될 수 있다. 본 연구에서는 여러 합성 조건 변화에 따른 hBN 막의 합성 거동을 관찰하고, 카본 농도변화에 따른 BCN 막의 기계적 성질과 구조의 변화, 그리고 실리콘 첨가에 의한 물성 변화를 관찰하였다. BN박막은 실리콘 (100) 기판 위에 r.f. plasma assisted CVD를 이용하여 합성하였다. 합성 압력 0.015 torr, 원료 가스로 BCl3 1.5 sccm, NH3 6sccm을 Ar 15 sccm을 사용하여 기판 bias (-300~-700V)와 합성온도 (상온~50$0^{\circ}C$)를 변화시켜 BN막을 합성하였다. BCN 박막은 상온에서 기판 bias를 -700V로 고정시킨 후 CH4 공급량과 Ar 가스의 첨가 유무를 변화시켜 합성하였다. 또한 SiH4 가스를 이용하여 실리콘을 함유하는 Si-BCN 막을 합성하였다. 합성된 BN 막의 경우, 기판 bias와 합성 온도가 증가할수록 증착속도는 감소하는 경향을 보여 주었다. 기판 bias와 합성온도에 따른 구조 변화를 SEM과 Xray로 분석하였다. 상온에서 합성한 경우는 표면형상이 비정질 형태를 나타내었고, X-ray peak이 거의 관찰되지 않았다. 합성온도가 증가하게 되면 hBN (100) peak이 나타나게 되고 이것은 합성된 막이 turbostratic BN (tBN) 형태를 가지고 있다는 것을 나타낸다. 50$0^{\circ}C$의 합성 온도에서 기판 bias가 -300V에서 hBN (002) peak이 관찰되었고, -500, -700 V에서는 hBN (100) peak만이 관찰되었다. 따라서 고온에서의 큰 ion bombardment는 합성되는 막의 결정성을 저해하는 요소로 작용한다는 것을 확인 할 수 있었다. 합성된 BN 막은 ball on disk type의 tribometer를 이용하여 마모 거동을 관찰한 결과 대부분 1이상의 매우 큰 friction coefficient를 나타내었고, nano-indenter로 측정한 BN막의 hardness는 매우 soft한 막에서부터 10 GPa 정도 까지의 값을 나타내었고, nano-indenter로 측정한 BN 막의 hardness는 매우 soft한 막에서부터 10GPa 정도 까지의 값을 가지며 변하였다. 합성된 BCN, Si-BCN 막은 FT-IR, Raman, S-ray, TEM 분석을 통하여 그 구조와 합성된 상에 관하여 분석하였다. FT-IR 분석을 통해 B-N 결합과 C-N 결합을 확인할 수 있었고, Raman 분석을 통하여 DLC의 특성을 분석하였다. 마모 거동에서는 BCN 막의 경우 0.6~0.8 정도의 friction coefficient를 나타내었고 Si-BCN 막은 0.3이하의 낮은 friction coefficient를 나타내었다. Hardness는 carbon의 함유량과 Ar 가스의 첨가 유무에 따라 각각을 측정하였고 이것은 BN 막 보다 향상된 값을 나타내었다.

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