Abstract
We investigated the effect of hydrogen ion beam on the formation of DLC thin film, which is deposited on the Si substrate with negative carbon ion by $Cs^+$ ion sputtering and positive hydrogen ion by Kauffmann type ion source. The amount of hydrogen in the DLC films increased as increasing hydrogen gas flow rate from 0 sccm to 12 sccm. As increasing hydrogen flow rate, $sp^2$bonding structure increased. The reason is that the hydrogen ions have relatively high energy, although total amount of hydrogen is very small compared with that of CVD process. These results suggest that the physical energy transfer plays a dominant role on the formation of DLC film.
상온에서 $Cs^+$ ion sputtering에 의해 발생된 탄소 음이온 빔과 Kaufmann type ion source를 이용하여 발생된 수소 양이온 빔을 Si기판 위에 동시에 증착함으로써 얻어지는 DLC 박막의 특성을 분석하여 DLC 박막의 증착에 미치는 수소 이온의 영향을 관찰하였다. 수소 가스의 flow rate을 0 sccm부터 12 sccm까지 변화 시킴에 따라 박막 내에 포함되는 수소의 양이 증가하였으며, 수소의 증가에 따라 박막 내에 $sp^2$구조가 증가하는 것을 알 수 있었다. 수소에 의한 $sp^2$결합이 증가되는 현상은 증착시 박막 내에 주입되는 수소의 양이 CVD에 비해 매우 적은 양이지만, 상대적으로 높은 에너지를 지니고 기판에 충돌하기 때문에 물리적 에너지 전달 효과가 DLC 박막의 형성에 크게 작용하였음을 알 수 있었다.
