• 한국재료학회지
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• 제13권5호
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• pp.303-308
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• 2003

Amorphous carbon nitride films deposited on Si(001) substrates by a plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) technique using CH$_4$and $N_2$as reaction gases were thermally annealed at various temperatures under$ N_2$atmosphere, then their physical properties were investigated particularly as a function of annealing temperature. Above $600^{\circ}C$ a small amount of crystalline $\beta$-$C_3$$N_4$ phase evolves, while the film surface becomes very rough due to agglomeration of fine grains on the surface. As the annealing temperature increases, both the hardness and the $sp^3$ bonding nature are enhanced. In contrast to our expectation, higher annealing temperature results in a relatively higher friction mainly due to big increase in roughness at that temperature.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.477-477
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• 2012

The effects of argon neutral beam (NB) energy on the amorphous carbon (a-C) films were investigated, while the a-C films were deposited by neutral particle beam assisted sputtering (NBAS) system. The deposition characteristics of these films were studied as a function of NB energy (or reflector bias voltage). The film structures were investigated by Raman spectroscopy. The hardness was measured by nano-indentation tests and the optical band gap was measured by UV-visible spectroscopy.

• 한국진공학회지
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• 제20권5호
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• pp.333-338
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• 2011

본 연구에서는 전자석 코일 마그네트론 소스를 가지는 비대칭 마그네트론 스퍼터링 장치를 이용하여 보호 코팅 소재로 사용되어지는 비정질 탄소박막을 제작하였다. 내부 전자석 코일의 전류를 고정하고 외부 전자석 코일의 전류를 다양하게 변화시켜 탄소 박막을 제작하였고, 제작되어진 박막들의 경도, 마찰계수, 접착력, 표면 거칠기 등의 트라이볼로지 특성들을 측정하였고, 라만과 HRTEM을 이용하여 구조적 특성을 평가하였으며, 이들 상호간에 관계를 규명하였다. 결과로서, 제작되어진 탄소박막의 경도, 마찰계수, 접착 특성은 외부 전자석 코일 전류가 증가함에 따라 향상되었으며, 이러한 결과는 박막내에 결합력이 강한 $sp^2$ 결합과 클러스터의 형성과 관련된다. 전자석 코일 전류의 증가는 전자와 이온 밀도의 증가시키고, 기판에서 이온의 충돌의 증가와 기판온도 향상을 야기한다. 이러한 현상의 박막내에 증가되어진 $sp^2$ 결합과 클러스터들의 형성은 탄소박막의 트라이볼로지 특성 향상에 기여하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2002년도 하계학술대회 논문집
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• pp.147-150
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• 2002

The electron field emission properties of amorphous carbon (a-C) films deposited using a RF magnetron sputtering system have been improved by introducing a simple method of argon plasma treatment at room temperature. Surface morphologies and structural properties of the a-C films were investigated by scanning electron microscopy and Raman spectroscope, respectively. Structural properties and surface morphologies of the a-C films were changed by argon plasma treatment. The emission properties improved with the plasma treatment.

• 한국진공학회지
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• 제12권1호
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• pp.25-34
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• 2003

탄소 원자 간의 interaction potential로서 Tersoff에 의해 제안된 반 경험적인 potential을 이용하여 고경질 탄소박막의 합성 거동을 전산 모사하였다. 고에너지의 탄소익사를 diamond (100) 표면에 충돌시켜 고밀도의 비정질 탄소박막을 만들 수 있었으며, 전산모사에 의해 합성된 탄소 박막의 물성과 Shin 등이 발표한 filtered cathodic arc 공정에 의해 합성된 탄소의 물성을 비교하였다. ta-C 합성 실험에서 관찰된 바와 같이 최적의 에너지 영역에서 다이아몬드에 가장 유사한 물성의 필름이 합성되었으며, 이때의 입사원자 에너지인 50 eV 는 실험적으로 최적의 필름이 얻어지는 조건에서의 탄소이온 에너지와 유사하였다. 전산모사에 의해 합성된 박막은 비정질이었으며, 다이아몬드 lattice에 해당하는 short range order를 가지긴 있었다. 그러나, 최적의 에너지 조건에서는 2.1 $\AA$의 거리의 준안정 site에 탄소들이 많이 존재하는 것을 알 수 있었는데, 이는 필름 표면의 국부적 급냉효과가 최대가 되는 조건과 일치하였다. 이러한 결과는 다이아몬드상 카본필름의 합성에 있어서, 고 에너지의 탄소인자가 충돌하면서 발생하는 국소적인 열에너지의 증가가 가장 빨리 제거되는 조건에서 최적의 물성을 가지는 경질탄소 필름이 형성되는 것을 보여주고 있다.

• 한국표면공학회지
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• 제54권2호
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• pp.53-61
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• 2021

The properties of tetrahedral amorphous Carbon (ta-C) film can be determined by multiple parameters and comprehensive effects of those parameters during a deposition process with filtered cathodic vacuum arc (FCVA). In this study, Taguchi method was adopted to design the optimized FCVA deposition process of ta-C for improving deposition efficiency and mechanical properties of the deposited ta-C thin film. The influence and contribution of variables, such as arc current, substrate bias voltage, frequency, and duty cycle, on the properties of ta-C were investigated in terms of deposition efficiency and mechanical properties. It was revealed that the deposition rate was linearly increased following the increasing arc current (around 10 nm/min @ 60 A and 17 nm/min @ 100A). The hardness and I_D/I_G showed a correlation with substrate bias voltage (over 30 GPa @ 50 V and under 30 GPa @ 250 V). The scratch tests were conducted to specify the effect of each parameter on the resistance to plastic deformation of films. The analysis on variances showed that the arc current and substrate bias voltage were the most effective controlling parameters influencing properties of ta-C films. The optimized parameters were extracted for the target applications in various industrial fields.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 추계학술대회 논문집 Vol.21
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• pp.123-123
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• 2008

In this work, amorphous carbon thin films were deposited for hard mask applications by a reactive particle beam (RPB) assisted sputtering system at room temperature. The depositing characteristics of the films were investigated as functions of operating parameters such as reflector bias voltage and RF plasma power. It was confirmed that the deposition rate increased with increasing the reflector bias voltage and RF plasma power. By an atomic force microscope (AFM), it was revealed that the surface roughness was also increased. The total stress in films was determined by the use of the substrate curvature and its result will be discussed.

• 센서학회지
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• 제21권5호
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• pp.385-388
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• 2012

This paper describes the synthesis and characterization of graphene by RTA process. Amorphous 3C-SiC were deposited using APCVD for carbon source and Ni layer were employed for transition layer. Various parameters of the ramping speed, the annealing time and the cooling speed are evaluated for the optimized combination allowed for the reproducible fabrication of graphene using 3C-SiC thin film. For analysis of crystalline Raman spectra was employed. Transferred graphene shows a high IG/ID ratio of 2.73. SEM and TEM images show the optical transparency and 6 carbon network, respectively. Au electrode deposited on the transferred graphene shows linear I-V curve and its resistance is 358 ${\Omega}$.

• 한국표면공학회지
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• 제56권5호
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• pp.328-334
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• 2023

The carbon-based films have various properties, which have been widely applied in industrial application. However, it has critical drawback for poor adhesion between films and metal substrate. In the present work, we have deposited carbon-based films on injection mold steel by plasma assisted chemical vapor deposition (PACVD). In order to improve adhesion, prior to film deposition, the substrate was nitriding-treated using PACVD. And its effect on the adhesion was investigated. Due to the pre-nitriding, the amorphous carbon nitride (a-CN:H) films presented 10 times higher adhesion (34.9 N) than that of un-nitirided. In addition, a friction coefficient was decreased from 0.29 to 0.15 for the amorphous carbon (a-C:H) due to improved adhesion. The obtained results demonstrated that pre-nitriding considerably improved the adhesion, and the relationship among adhesion, hardness, and surface roughness was discussed in detail.

• 한국진공학회지
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• 제7권3호
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• pp.242-247
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• 1998

DC saddle-field-plasma-enhanced chemical-vapor deposition(PECVD) 장치를 이용 하여 상온에서 p-type Si(100)기판위에 hydrogenated amorphous carbon nitride [a-C:H(N)] 박막을 증착하였다. 원료가스인 $CH_4$과 $N_2$의 전체압력은 90mTorr로 고정하고 $N_2/CH_4$비를 0 에서 4까지 변화하면서 제작한 a-C:H(N)박막의 미세구조의 변화를 연구하였다. 진공조의 도달 진공도는 $1\times10^{-6}$Torr이고, 본 실험시 $N_2+CH_4$가스의 유량은 5sccm으로 고정하고 배 기량을 조절하여 진공조의 가스 압력을 90mTorr로 고정하였으며 기판에 200V의 직류 bias 전압을 인가하였다. $\alpha$-step과 X-ray photoelectron spectroscopy(XPS)를 이용한 분석결과 $N_2/CH_4$비가 0에서 0.5로 증가함에 따라 박막 두께는 4840$\AA$에서 2600$\AA$으로 급격히 감소하 였으며, 박막내의 탄소에 대한 질소함유량(N/C비)는 N2/CH4비가 4일 때 최대 0.25로 증가하 는 것을 확인하였다. 또한 XPS 스펙트럼의 fitting 결과 $N_2/CH_4$비가 증가할수록 CN결합이 증가하였다. Fourier Transformation Infrared(FT-IR) 분석결과 $N_2/CH_4$비가 증가함에 따라 박막내의 C-H결합은 감소하고, N-H, C≡N결합은 증가하였다. Optical bandgap 측정 결과 $N_2/CH_4$비가 0에서 4로 증가함에 따라 a-C:H(N)박막의 bandgap 에너지는 2.53eV에서 2.3eV 로 감소하는 것을 확인하였다.