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DC 반응성 마그네트론 스퍼터링법으로 TiN/Al, TiCN/Al 박막의 물성 평가
Characteristics of TiN/Al, TiCN/Al films deposited by DC reactive magnetron sputtering 원문보기

한국표면공학회 2012년도 추계총회 및 학술대회 논문집, 2012 Nov. 08, 2012년, pp.107 - 107  

이현준 (부산대학교 재료공학과) ,  송풍근 (부산대학교 재료공학과)

초록
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연료전지 분리판용 모재로서 사용되고 있는 스테인레스 스틸에 대해서는 많은 연구가 진행되어 왔으나, 알루미늄은 거의 연구가 진행되지 않고 있다. 따라서 이번 연구는 DC 반응성 마그네트론 스퍼터링법으로 알루미늄 기판 위에 TiN, TiCN 박막을 반응성 가스 유량별로 증착하여, 기계적 특성 및 내부식성 특성을 비교 검토하였다.

AI 본문요약
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제안 방법

  • 95%를 갖는 티타늄 타겟을 사용하였다. 공정 가스는 Ar을 주입하였으며, 질소와 탄소의 공급원으로는 질소(N2)와 메탄(CH4) 가스를 사용하여 챔버 내 주입혼합가스의 전체 유량을 50 sccm으로 고정시켰다. 증착된 박막의 기계적, 전기적 특성을 측정하였고, X-ray diffraction(XRD), Scanning electron microscope(SEM)을 이용하여 박막의 미세구조 및 표면 상태를 확인하였다.
  • 현재 가장 많이 사용되고 있는 금속 분리판 소재 중 스테인리스 스틸은 기계적 ‧ 전기적 특성 및 내부식성이 우수한 반면, 가격이 비싸고, 중량이 무거운 단점이 있다. 따라서 스테인리스에 비해 중량이 1/3, 소재단가가 1/4인 알루미늄을 모재로 하였고, 기계적 성질과 내부식성의 향상을 위해 TiN, TiCN 박막 코팅을 도입하였다.
  • 증착된 박막의 기계적, 전기적 특성을 측정하였고, X-ray diffraction(XRD), Scanning electron microscope(SEM)을 이용하여 박막의 미세구조 및 표면 상태를 확인하였다. 또한, 내부식 특성을 평가하기 위해 potentiostatic, potentiodynamic 법을 이용하여 박막의 부식저항을 측정하였다.
  • 본 연구에서는 DC 반응성 마그네트론 스퍼터링법으로 전기적, 기계적 특성 및 내부식성이 우수한 TiN, TiCN 알루미늄 기판 위에 증착하여 박막 물성을 평가하였다. DC Power는 400 W, 기판과 타겟 사이의 거리는 120 mm, 공정 압력은 0.
  • 공정 가스는 Ar을 주입하였으며, 질소와 탄소의 공급원으로는 질소(N2)와 메탄(CH4) 가스를 사용하여 챔버 내 주입혼합가스의 전체 유량을 50 sccm으로 고정시켰다. 증착된 박막의 기계적, 전기적 특성을 측정하였고, X-ray diffraction(XRD), Scanning electron microscope(SEM)을 이용하여 박막의 미세구조 및 표면 상태를 확인하였다. 또한, 내부식 특성을 평가하기 위해 potentiostatic, potentiodynamic 법을 이용하여 박막의 부식저항을 측정하였다.

대상 데이터

  • 본 연구에서는 DC 반응성 마그네트론 스퍼터링법으로 전기적, 기계적 특성 및 내부식성이 우수한 TiN, TiCN 알루미늄 기판 위에 증착하여 박막 물성을 평가하였다. DC Power는 400 W, 기판과 타겟 사이의 거리는 120 mm, 공정 압력은 0.5 Pa로 고정하였고, 3 inch의 지름과 순도 99.95%를 갖는 티타늄 타겟을 사용하였다. 공정 가스는 Ar을 주입하였으며, 질소와 탄소의 공급원으로는 질소(N2)와 메탄(CH4) 가스를 사용하여 챔버 내 주입혼합가스의 전체 유량을 50 sccm으로 고정시켰다.
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