초록 ▼

본 연구에서는 플라즈마 화학증착 장치를 설계, 제작하였으며 이를 이용하여 공구강으로 널리 사용되고 있는 SK3, SKD11, SKH51 및 초경공구재인 WC-6CO 합금표면에 TICL4-N2-Ar-H2의 반응기체를 사용하여 TIN을 플라즈마 화학증착시켰다. 실험결과, 350$^{\circ}$ 이상의 증착온도에서 점착성이 우수하고 금빛을 갖는 TIN을 증착시킬수가 있었으며, 수소의INLET FRACTION 증가에 따라 TIN 증착증에 불순물로 존재하는 CL의 함량이 감소하며, TICL4와 N2의 INLET FRAC

본 연구에서는 플라즈마 화학증착 장치를 설계, 제작하였으며 이를 이용하여 공구강으로 널리 사용되고 있는 SK3, SKD11, SKH51 및 초경공구재인 WC-6CO 합금표면에 TICL4-N2-Ar-H2의 반응기체를 사용하여 TIN을 플라즈마 화학증착시켰다. 실험결과, 350$^{\circ}$ 이상의 증착온도에서 점착성이 우수하고 금빛을 갖는 TIN을 증착시킬수가 있었으며, 수소의INLET FRACTION 증가에 따라 TIN 증착증에 불순물로 존재하는 CL의 함량이 감소하며, TICL4와 N2의 INLET FRACTION 증가에 따라 증착속도가 직선적으로 증가함을 알 수 있었다. 또한, R.F. POWER가 너무 크거나 증착압력이 낮아 DISCHARGE중의 ION, RADICAL 등의 ENERGY가 너무 높으면 증착증의 색이 갈색을 띠게 되며 증착속도도 감소됨을 알 수 있었고, 증착층의 단면 사진과 투과전자현미경 사진을 통해 플라즈마 화학증착된 TIN은 1000 A 미만의 매우 미세한 GRAIN으로 구성되어 있으며 증착층의 표면은 매우 균일함을 알 수 있었다.

목차 Contents

• 제1장 서 론...15
• 제2장 문헌조사...20
• 제1절 TiC와 TiN의 결정구조...20
• 제2절 플라즈마 화학증착법에 사용되는 플라즈마의 특성에 관한 고찰...23
• 1. 플라즈마의 정의와 일반적인 특징...23
• 2. 탄성 비탄성 충돌...26
• 3. Debye Shielding...30
• 4. R.F. discharge의 특징...31
• 제3절 플라즈마 화학증착의 반응변수와 반응경로에 관한 고찰...35
• 제3장 플라즈마 화학증착 장치의 설계 및 제작...38
• 제1절 시스템 구성 개요...38
• 1. 개발장비의 구성 개요...38
• 2. 개발장비의 중요 재원...38
• 3. PECVD 장치 개략도...38
• 제2절 Reaction chamber system...41
• 제3절 가스공급계...41
• 1. 밸브의 선정...44
• 2. Mass flow controller...46
• 3. $TiCl_4$ Bubbler...49
• 제4절 진공 시스템...49
• 제4장 실험방법...52
• 제1절 시편준비...52
• 제2절 TiN 플라즈마 화학증착 실험방법...53
• 제3절 증착층의 특성조사...53
• 제5장 실험결과 및 고찰...55
• 제1절 증착시간이 TiN 플라즈마 화학증착에 미치는 영향...55
• 제2절 증착온도가 TiN 플라즈마 화학증착에 미치는 영향...57
• 제3절 반응기체조성이 TiN 플라즈마 화학증착에 미치는 영향...57
• 1. $TiCl_4$ 와 $N_2$ 의 inlet fraction이 증착속도에 미치는 영향...57
• 2. 질소의 inlet fraction이 TiN 증착에 미치는 영향...60
• 3. 수소의 inlet fraction이 TiN 증착에 미치는 영향...65
• 제4절 반응기체의 총유량이 TiN 플라즈마 화학증착에 미치는 영향...71
• 제5절 증착압력이 TiN 플라즈마 화학증착에 미치는 영향...71
• 제6절 R.F. Power가 TiN 플라즈마 화학증착에 미치는 영향...74
• 제7절 플라즈마 화학증착된 TiN의 증착층 조사...76
• 제6장 결 론...80
• 참고문헌...82
• 부 록...85
• [국제공동연구기관인 독일 Braunschweig 대학 연구 결과]...85