• The Korean Journal of Ceramics
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• 제3권2호
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• pp.92-95
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• 1997

Because of the novel characteristics such as chemical stability, hardness, electrical resistivity and thermal conductivity, diamond-like carbon (DLC) film is a suitable material for the passivation layers. For this purpose, using the PECVD, DLC films were synthesized at room temperature. The adhesion and the hardness of the DLC films deposited on Si an SiO2 substrate were measured. The resistivity of 5.3$\times$$10^8$$\Omega$.cm was measured by automatic spreading resistance probe analysis method. The thermal conductivities of different DLC films were measured and compared with that of phospho silicate glass (PSG) film which is commonly used as passivation layers. The thermal conductivity of DLC film was improved by increasing hydrogen flow rate up to 90 sccm and was better than that of PSG film. The patterning techniques of the DLC film developed using the RIE and the lift-off method to form 5$\mu\textrm{m}$ line. Finally, the thermal characteristics of the power transistor with the DLC film as passiviation layer was analyzed.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2001년도 춘계학술발표회 초록집
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• pp.54-54
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• 2001

End hall type 이온건을 이용하여 다층 다이아몬드상 차본(DLC) 필름을 M2 steel 기판 위에 합성하였다. 다충 다이아몬드상 카본 필름은 순수 DLC 필름과 실라콘 함유 D DLC 필름의 조합으로 구성되어 있으며, $C_6H_6$ 및 수소 희석된 30% 를 사용하여 증착 하였다. 생성된 DLC 박막의 조성은 $C_6H_6$과 $SiH_4$ 가스의 비를 조절함으로써 변화시켰으며, 250 kHz의 고주파 전원을 바이어스 전원으로 사용하여 박막의 물성을 변화시켰다. DLC 박막의 두께와 다층의 구조 및 종류(2충, 4충)는 코팅 공정의 실험 변수로서 변화시켰다. 직경 3 mm의 루비볼을 사용하여 ball-on-disk 방식으로 마모 시험을 행하였으며, 하중은 490 g, 500 rpm에서 상대습도를 5 % 이하와 80 % 이상으로 변화시켜가며 시행하였다. 100,000 cycle 회전 후 측정된 시편의 마모상태는 5 % 이하의 습 도에서 4층 구조의 박막이 2충 구조의 박막보다 2배 이상 낮은 마모률을 보였으며 그 값은 각각 $2~3{\times}\;10^{-8}\;\textrm{mm}^3/rev$와 $1~2{\times}\;10^{-7}\;\textrm{mm}^3/rev$로 나타내었다. 80% 이상의 습도에서도 마모률의 변화는 저습에서의 경우와 유사하였다. 또한 Si함유 DLC 다층 박막이 저습 및 고습에서 더욱 안정한 마찰 마모 거동을 보였다.

• 한국윤활학회:학술대회논문집
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• 한국윤활학회 2001년도 제34회 추계학술대회 개최
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• pp.229-229
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• 2001

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 1999년도 제17회 학술발표회 논문개요집
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• pp.136-136
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• 1999

박막의 탄성특성을 평가하는 방법으로 nano-indentation, Brillouin light scattering measurement, ultrasonic surface wave measurement, bulge test, vibration membrane method 등 여러 가지가 제시되어 왔다. 최근에는 탄성특성을 평가할 수 있는 간단한 방법으로 기판 식각 기법을 이용한 freehang, bridge 방법이 제시되었다. 이중에서 bridge 방법은 간단한 식각 기법을 이용하여 얇은 박막에서도 탄성 특성을 평가할 수 있는 방법으로 제시되었다. 그러나 식각 과정에서 발생하는 patch 부분의 under-cut으로 인해 정확한 bridge의 길이를 측정할 수 없게 되어 오차가 발생하고 있다. 본 연구에서는 bridge 방법에서 발생하는 오차를 줄이기 위한 방법으로, patch 부분에 etch-stop을 제작해 줌으로서 식각 과정에서 발생하는 under-cut을 효과적으로 제거시켰다. Etch-stop은 2장의 mask를 align key를 이용하여 제작하였다. 먼저 산화막이 형성되어 있는 Si 기판위에 mask 1을 이용하여 patch 부분을 lithography 작업하고, 습식 식각 공정을 한 뒤 DLC 필름을 증착시킨다. 다음으로 mask 2를 이용하여 bridge pattern을 제작하고, DLC 필름을 증착시킨 후 lift-off 기술과 산화막 등방식각 공정을 통해 bridge를 제작하였다. 이렇게 제작된 bridge를 통해 필름이 기판에 부착되기 위해 필요한 변형률을 측정하고, 독립적으로 측정된 필름의 잔류응력과 함께 박막의 응력-변형률 관계식에 적용시켜 biaxial elastic modulus, E/(1-v)를 구할 수 있었다. Sidl 첨가된 DLC 필름은 rf-PACVD 장비를 이용하여 증착하였다. 이때 전극과 플라즈마 사이의 바이어스 음전압은 -400V로 합성압력은 10mTorr로 고정하였다. 사용한 반응가스는 벤젠(C6H6)과 희석된 실렌(SiH4:2H=10:90)이며, 희석된 실렌의 첨가량을 조절하여 필름 내에 함유된 Si의 양을 조절하였다. 각각의 조건에서 증착시간을 조절하여 필름의 두께를 조절하였다. 필름의 잔류응력은 압축잔류 응력에 의해 발생한 필름/기판 복합체의 곡률을 laser 반사법을 이용하여 측정하고, 이 결과를 Brenner 등에 의해 유도된 식을 대입하여 계산하였다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제19권7호
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• pp.631-635
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• 2006

The properties of metal interlayered DLC films between the Si substrate and the DLC films were studied. DC magnetron sputtering method has been used to deposit intermediate layers of metals. And RF-PECVD method has been employed to synthesize DLC onto substrates of the silicon and metal layers. After we used metal Inter-layers, such as chromium, nickel, titanium and we studied tribological properties of the DLC films. The thickness of films were observed by field emission scanning electron microscope (FE-SEM). Also the surface morphology of the films were observed by an atomic force microscope (AFM). The crystallographic properties of the films were analyzed with X-ray diffraction (XRD), the friction coefficients were investigated by AFM in friction force microscope (FFM) mode. Tribological performances of the films were estimated by nano-indenter, stress tester measurement.

• 대한전기학회논문지:전기물성ㆍ응용부문C
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• 제52권3호
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• pp.109-115
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• 2003

Diamond-like carbon (DLC) films are deposited at room temperature using a filtered cathodic vacuum arc (FCVA) technique. The influence of negative bias voltage (applied to the substrate from 0 to -250V) on the $sp^3$ hybridized carbon fraction is examined by Raman spectroscopy and x-ray photoelectron spectroscopy (XPS) for C 1s core peak. For the first time, depth profile of C 1s, Si 2p, and O 1s XPS peaks for the deposited DLC film are obtained. DLC film is modeled as a multilayered structure. composing of surface, bulk, and interface. In addition, the x-ray reflectivity (XRR) is proposed as a method for estimating the density, surface roughness, and thickness of each layer constituting the DLC film. The estimated thickness of DLC film is in good agreement with the result obtained from the transmission electron microscope (TEM) measurement.

• 한국결정성장학회지
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• 제14권1호
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• pp.27-32
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• 2004

RF-PECVD 방법을 이용하여 DLC(diamond-like carbon)박막을 메탄-수소 가스 혼합비 및 바이어스 전압에 따라 실리콘 웨이퍼 위에 증착하였다. DLC 박막의 결합구조적 특성 및 기계적 성질은 FT-IR, Raman, 그리고 nano-indenter를 이용하여 평가하였다. 혼합가스내 메탄의 유량과 바이어스 전압이 증가함에 따라 증착속도가 증가하였다. 박막내 탄소의 $sp^3/sp^2$ 결합비와 경도는 반응가스내 수소의 유량 및 바이어스 전압이 증가함에 따라 증가하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.290-290
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• 2011

In this study Diamond-like carbon (DLC) films were deposited on p-type Si substrates using a Radio-Frequency magnetron Sputtering system. The DLC film was deposited by bombarding graphite target with a N2/Ar plasma mixture with various conditions: substrate, pressure, deposition time, temperature of substrate, power and ratio of gas mixture. The effect on the conduction and hardness of DLC thin films were investigated. The conduction of DLC films were measured by I-V measurement. In addition, Raman analysis was performed to study the chemical bonding structure. The hardness was measured by Nano indentation. Atomic Force Microscopy was used for determined surface morphology of DLC film.

• KSTLE International Journal
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• 제8권2호
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• pp.26-28
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• 2007

Si(100) surfaces were topographically modified i.e. the surfaces were patterned at micro-scale using photolithography and DRIE (Deep Reactive Ion Etching) fabrication techniques. The patterned shapes included micro-pillars and microchannels. After the fabrication of the patterns, the patterned surfaces were chemically modified by coating a thin DLC film. The surfaces were then evaluated for their friction behavior at micro-scale in comparison with those of bare Si(100) flat, DLC coated Si(100) flat and uncoated patterned surfaces. Experimental results showed that the chemically treated (DLC coated) patterned surfaces exhibited the lowest values of coefficient of friction when compared to the rest of the surfaces. This indicates that a combination of both the topographical and chemical modification is very effective in reducing the friction property. Combined surface treatments such as these could be useful for tribological applications in miniaturized devices such as Micro-Electro-Mechanical-Systems (MEMS).

• The Korean Journal of Ceramics
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• 제3권2호
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• pp.101-104
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• 1997

Although tribological behavior of Si incorporated DLC films have been intensely investigated, their mechanical properties were not consistent among previous publications. The present work reported the structural change by adding Si, and their effects on the mechanical properties. Si incoporated DLC films were deposited using mixtures of benzene and diluted silane with hydrogen of various volume fractions. We could obtain the films of $X_{si}$ (defined by the Si fraction without considering hydrogen) ranging from 0.01 to 0.21, and found that the mechanical properties of the films changed significantly in the range less than $X_{si}=0.06$. In this range, the hardness and stress increased with Xsi. For higher content of Si, the hardness and stress showed saturated behavior with $X_{si}$. This behavior was discussed in terms of the changes in atomic bond structures.