대기압 플라즈마 발생장치를 이용한 식각장비 개발은 낮은 공정단가, 저온 공정, 다양한 표면처리 응용 효과와 같은 이점을 가지고 있어 현재, 많은 분야에서 연구되고 있다. 본 연구에서는, dielectric barrier discharge(DBD) 방식을 이용한 대기압 발생장치를 통해 평판형 디스플레이 제작에 응용이 가능한 $SiO_2$ 층의 식각에 대한 연구를 하였다. $N_2/NF_3$ gas 조합에 $CF_4$ 또는 $C_{4}F_{8}$ gas를 부가적으로 첨가하였다. 이때 N2 60 slm / NF3 600 sccm/CF4 7 slm/Ar 200 sccm의 gas composition에서 최대 260 nm/min의 식각 속도를 얻을 수 있었다.

ferrite module을 설치한 내장형 선형 유도결합 플라즈마 소스를 이용하여 차세대 디스플레이 산업에서의 적용 가능성에 대하여 연구하였다. ferrite module을 적용함으로써 플라즈마 밀도 및 균일도의 향상을 관찰하였으며, 공정 중에 플라즈마의 안정성을 증가시킬 수 있었다.

원격 고주파 원도결합 플라즈마 증착공정을 이용하여 태양광의 반사도를 낮추고, 흡수효율을 개선할 수 있는 피라미드형 표면구조를 가지느니 투명전동성 ZnO 박막을 높은 증착속도로 증착할 수 있는 공정조건을 찾기 위하여 반응압력, $H_{2}O$/DEZn 유량비, 플라즈마 출력과 기판온도에 대하여 실험하였다. 실험결과 400$\sim$600nm/min 이상의 높은 증착속도을 얻을 수 있었으며, 넓은 공정 영역에서 안정적인 피라미드 표면 구조를 가지는 공정조건을 확보하였다. 증착된 박막의 표면구조와 물분석 결과와 공정조건과의 관계에 대한 연구 결과를 발표할 예정이다.

Hydrogenated nano-, microcrystalline silicon 박막(nc-, ${\mu}c-Si:H$)은 박막 트랜지스터 및 실리콘 박막형 태양전지등에 널리 쓰이고 있다. 이러한 결정화 실리콘 박막을 내장형 안테나를 사용하여 고밀도 플라즈마를 발생시킬 수 있는 장치를 통하여 증착 후 열처리 공정이 없는 방법을 사용하여 박막을 제작하였다. 특히, 증착시 기판에 바이어스를 함께 인가하므로 증착된 박막의 결정화에 미치는 영향에 관한 연구를 하였다. 기판에 인가된 바이어스가 60W일 때 가장 높은 결정화율을 보이는 것을 알 수 있었다.

차세대 대체에너지로서 유기태양전지는 저비용, flexible한 장점이 있다. 그러나 에너지 효율이 상대적으로 낮아 고효율 유기태양전지 개발이 필요하다. 이 문제를 개선하기위해 본 실험에서는 전기화학적인 방법으로 ZnO 나노구조체 (nanowire, film)를 ITO위에 전착하였다. ZnO 나노구조체는 Poly(3-hexylthiophene)(P3HT):[6,6]-Phnyl-C61-butyric acid methyl ester (PCBM)에서 엑시톤된 전자와 홀의 charge collector와 electron path way로서 사용되었다. 유/무기 하이브리드 태양전지의 구조는 Ag/P3HT:PCBM/(A)/ITO로 사용하였으며 (A)는 (1) ZnO nanowire/ZnO film (2)ZnO nanowire (3)ZnO film으로, 각각의 효율을 측정하였다. 생성된 ZnO 나노구조를 FE-SEM, XRD, TEM, UV/vis로 분석하였고 AM1.5G SUN을 기준으로 하여 Solar simulator로 효율을 측정하였다. 측정결과 Jsc값의 증가를 효율이 향상됨을 알 수 있었다.

$TiO_2$ is widely being used as a semiconductor electrode for DSSC. Anti-recombination property and surface area of $TiO_2$ give an important influence to the DSSC efficiency. In this study, $TiO_2$ electrode was fabricated on FTO using screen printing method. Various overlayers were coated on them by dip coating in solution of saturated $Ba(NO_3)_2$, $Mg(NO_3)_2$ and $N_{2}O_{6}Sr$. They reduced the recombination of electrons from photo excited state of Ru dye. The atmospheric plasma treatment was applied to both the $TiO_2$ and each overlayer coated $TiO_2$ surfaces to improve contact ability with dye. We prepared four samples, one sample has bare $TiO_2$ surfaces to improve contact ability with dye. We prepared four samples, one sample has bare $TiO_2$ electrode and the other samples consist of each overlayer coated $TiO_2$ electrodes. We used XRD, FE-SEM, J-V, IPCE and EIS in order to investigate characteristic.

진공아크소스의 거대입자 제거를 위하여 이중 굽힘형 자장여과 아크 소스를 제작하였다. 소스의 각 전자석의 역할을 조사하고, 발전 안정화 영역에 대한 연구를 수행하였다. 또한 이중 굽힘 자장여과아크소스의 아크방전전압, 주입가스의 위치, 유량 및 플라즈마 덕트의 전압에 따른 인출 이온빔의 공간적 분포 및와 에너지 분포에 대한 연구를 진행하였다. 압력 0.1 mtorr에서 인출 이온빔의 평균에너지는 45$\sim$50 eV를 나타내었으며, 압력이 증가함에 따라 감소하는 경향을 보였다.

최근 진공증착을 이용한 후막제조 기술의 수요증가와 더불어 코팅 생산성 향상과 자원절감을 위해 진공증착용 고속 증발원에 대한 요구가 점증하고 있다. 본 논문에서는 진공증착 특히, 물리증착에서 사용하는 각종 증발원에 대해 기술하고 최신 고속 증발원에 대한 기술 동향을 설명한다.

플라스틱 기판위에 스퍼터링과 열 기상증착법을 이용하여 코팅된 주석 박막을 관찰하여 주석 박막의 형상 변화에 영향을 미치는 공정 요인을 알아보았다. 열 기상증착법에 의해 코팅된 주석 박막은 주석 소스의 양에 따라 쉽게 형상을 제어할 수 있었다. 하지만 박막과 기판의 부착력이 낮아 쉽게 박리가 일어났다. 스퍼터링으로 콘팅된 주석 박막은 기판과 부착력은 높았으나 코팅 시 인가된 전원의 세기, 코팅 시간, 코팅 시 진공도등 다양한 공정인자 조절에도 불구하고 형상에 큰 변화는 관찰하지 못하였다. 전원의 세기가 증가하면 주석의 섬 크기가 증가하고 코팅 시간이 늘어나면 전원의 세기가 증가한 것과 유사한 형상 변화가 있어다. 주석 박막 코팅 시 공정 압력은 낮추면 주석 섬의 크기가 감소하였는데 이는 스퍼터된 주석 이온의 평균 자유 행로가 길어져 비교적 작은 핵형성에 의해서 나타난 현상으로 판단된다.

최근 국내외 휴대용 IT 관련 산업에서는 제품의 소형화에 경량화에 따른 기술 개발과 더불어 다양한 색상의 구현을 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 휴대용 전자 부품에 있어서 PVD 코팅은 고경도 박막을 금속 판재 및 플라스틱 기판 상에 증착하여 표면경도를 증대시켜 내구성 향상에 활용되고 있으며, 질화물 계열을 통하여 Yellow, Blue, Black, Red계 등의 색상 구현이 가능하여 현재 가장 큰 구매력의 원천으로 평가되고 있는 제품 디자인 분야에 응용이 되고 있다. 본 연구에서는 아크이온 플레이팅법과 스퍼터링법을 이용하여 고경질, 고내식 표면층 형성방법 및 다양한 칼라를 구현하는 방법에대한 연구를 수행하였다.

저온에서 CNT를 Thermal CVD방법을 이용하여 성장시켰다. 균일한 밀도와 크기의 CNT성장에 큰 역할을 하는 catalyst 형성제어를 위해 분산방법 및 catalyst의 종류를 달리하였다. 반응성가스의 유량 및 온도를 제어하여 수직방향으로 CNT를 성장시켰다.

본 연구에서는 중성빔을 이용한 Atomic Layer Etching(ALET) system을 이용하여 $ZrO_2$의 atomic layer etching mechanism에 대하여 연구하였다. Ar neutral beam irradiation dose와 $BCl_3$ gas pressure의 변화에 따라 $ZrO_2$ etch rate와 RMS roughness를 관찰했을 때, Ar neutral beam irradiation dose이 $1.485{\times}10^{16}atoms/cm^2{\bullet}cycle$ 이상이고 $BCl_3$ gas pressure가 0.15mTorr 이상 일 때 $ZrO_2$ etch rate은 $1.07\;{\AA}/cycle$의 일정한 값에서 유지됨을 확인하였다. 그리고 ALET와 ICP Etcher을 통해 $ZnO_2$를 각각 식각하여 physically or chemically damage를 비교한 결과, ALET가 기존의 ICP Etcher system보다 $ZrO_2$ 식각공정에 대해 적은 damage를 받는 것을 ARXPS를 통해 관찰 하였다.

최근 차세대 비휘발성 메모리(NVM) 기술은 메모리의 성능과 기존의 한계점을 효과적으로 극복하며 활발한 연구를 통해 비약적으로 발전하고 있으며 특히, phase-change random access memory (PRAM)은 ferroelectric random access memory (FeRAM)과 magneto-resistive random access memory (MRAM)과 같은 다른 NVM 소자와 비교하여 기존의 DRAM과 구조적으로 비슷하고 상용화가 빠르게 진행될 수 있을 것으로 예상되는 바, PRAM에 사용되는 상변화 물질의 식각을 수행하고 X-ray photoelectron spectroscopy (XPS)를 통해 표면의 열화현상을 관찰하였다.

Diamond-like carbon (DLC) is a convenient term to indicate the compositions of the various forms of amorphous carbon (a-C), tetrahedral amorphous carbon (ta-C), hydrogenated amorphous carbon and tetrahedral amorphous carbon (a-C:H and ta-C:H). The a-C film with disordered graphitic ordering, such as soot, chars, glassy carbon, and evaporated a-C, is shown in the lower left hand corner. If the fraction of sp3 bonding reaches a high degree, such an a-C is denoted as tetrahedral amorphous carbon (ta-C), in order to distinguish it from sp2 a-C [2]. Two hydrocarbon polymers, that is, polyethylene (CH2)n and polyacetylene (CH)n, define the limits of the triangle in the right hand corner beyond which interconnecting C-C networks do not form, and only strait-chain molecules are formed. The DLC films, i.e. a-C, ta-C, a-C:H and ta-C:H, have some extreme properties similar to diamond, such as hardness, elastic modulus and chemical inertness. These films are great advantages for many applications. One of the most important applications of the carbon-based films is the coating for magnetic hard disk recording. The second successful application is wear protective and antireflective films for IR windows. The third application is wear protection of bearings and sliding friction parts. The fourth is precision gages for the automotive industry. Recently, exciting ongoing study [1] tries to deposit a carbon-based protective film on engine parts (e.g. engine cylinders and pistons) taking into account not only low friction and wear, but also self lubricating properties. Reduction of the oil consumption is expected. Currently, for an additional application field, the carbon-based films are extensively studied as excellent candidates for biocompatible films on biomedical implants. The carbon-based films consist of carbon, hydrogen and nitrogen, which are biologically harmless as well as the main elements of human body. Some in vitro and limited in vivo studies on the biological effects of carbon-based films have been studied [$2{\sim}5$].The carbon-based films have great potentials in many fields. However, a few technological issues for carbon-based film are still needed to be studied to improve the applicability. Aisenberg and Chabot [3] firstly prepared an amorphous carbon film on substrates remained at room temperature using a beam of carbon ions produced using argon plasma. Spencer et al. [4] had subsequently developed this field. Many deposition techniques for DLC films have been developed to increase the fraction of sp3 bonding in the films. The a-C films have been prepared by a variety of deposition methods such as ion plating, DC or RF sputtering, RF or DC plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD), electron cyclotron resonance chemical vapor deposition (ECR-CVD), ion implantation, ablation, pulsed laser deposition and cathodic arc deposition, from a variety of carbon target or gaseous sources materials [5]. Sputtering is the most common deposition method for a-C film. Deposited films by these plasma methods, such as plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) [6], are ranged into the interior of the triangle. Application fields of DLC films investigated from papers. Many papers purposed to apply for tribology due to the carbon-based films of low friction and wear resistance. Figure 1 shows the percentage of DLC research interest for application field. The biggest portion is tribology field. It is occupied 57%. Second, biomedical field hold 14%. Nowadays, biomedical field is took notice in many countries and significantly increased the research papers. DLC films actually applied to many industries in 2005 as shown figure 2. The most applied fields are mold and machinery industries. It took over 50%. The automobile industry is more and more increase application parts. In the near future, automobile industry is expected a big market for DLC coating. Figure 1 Research interests of carbon-based filmsFigure 2 Demand ratio of DLC coating for industry in 2005. In this presentation, I will introduce a trend of carbon-based coating research and applications.

기존의 습식 및 건식 표면처리 공정의 단점을 극복하고, 마그네슘 합금의 가장 큰 문제점인 내식성개선을 위해 열화학기상증착(thermal Chemical Vapor Deposition)법을 이용하여 자기조직화 유기 단분자막(Self-Assembled organic Monolayer, SAM)을 제작하여 마그네슘 합금(AZ31)의 내식성을 검토하였다.

하부 금속소재의 부식방지 및 코팅 도막의 자기치료 효과를 가지는 고분자 코팅을 마이크로 캡슐화된 치료물질 및 촉매의 분산에 의하여 구성하였으며 도막 손상 시에는 이러한 치료물질들이 손상부위로 흘러들어 소지를 보호하는 효과를 가지게 된다. 자기치료성 고분자는 실험실적 모델 뿐아니라 산업적으로 중요한 코팅 시스템 등에 광범위하게 응용되어질 수 있다.

현재 복합 도금은 많은 학문적 연구자에 의해 이론적 배정에 대해 정립되었으며 다양한 실험 조건에 따른 영향을 관찰한 논문들이 많이 있다. 하지만 이러한 노력에도 불구하고 체계적인 실험 조건에 따른 영향을 관찰하고 이론적 배경에 관한 모델들에 대해 정리된 내용들은 부족하였다. 이에 저자는 복합 도금에 관한 이론적 배경, 다양한 실험 존건에 따른 결과 그리고 실제 그리고 실제 실험 조건에 따른 현상을 정리하여 복합 도금의 학문적인 정리를 하고자 하였다.

시뮬레이션을 활용하여 ABS 수지상의 전해도금에서 음극 보조물에 의한 도금 두께 변화를 관찰하였다. 분극 실험 및 효율 측정실험을 통하여 시뮬레이션 입력 데이터를 산출하였으며, 음극 보조물은 제품형상에 따라 최적으로 설계되어야 도금 두께 균일화가 가장 높은 것을 시뮬레이션을 통하여 알 수 있었다. 시뮬레이션을 활용하여 설계되어진 음극 보조물을 실제 제품에 적용한 결과 음극 보조물을 적용하기 전에 비하여 도금 두께균일성이 증가하였고, 그로 인하여 표면 크랙현상이 개선되었다.

구리 전해정련 과정에서 전해액 중의 Arsenic과 같은 불순물 성분이 전기동의 전착에 미치는 영향을 확인하고, 전해액 중의 최대 허용 농도를 도출하고자 하였다. 전해정련 과정에서 분순물 성분이 전기동 전착에 미치는 영향을 주사전자현미경(SEM), X-선 회절(X-ray diffraction) 및 전기화학적 분석을 통해 수행하였다.

금속기판과 액체금속의 젖음성은 일반적으로 액적법 (sessile drop)에 의해 고체와 액체간의 접촉각 측정을 통해서 알 수 있다. 이러한 방법에 의한 젖음성 실험결과는 고체와 액체계면에서의 반응이 무시될 수 있는 경우에 적용가는 하지만 연속용용도금공정과 같이 용융된 금속내부로 강판이 인입되는 과정에서 계면반응이 동적으로 진행되는 과정에서의 젖음성을 모사하기에는 이러한 방법의 신뢰성이 떨어지는 문제점이 있다. 따라서 본 연구에서는 실제 용융도금공정과 유사하게 소둔열처리된 저탄소강판이 환원성분위기내에서 Zn 및 Zn-Al 용융도금욕 내부로 연속적으로 인입되는 과정에서의 젖음력 및 접촉각 등의 측정을 통해 실제 도금공정상의 도금성과 젖음성의 연관성을 규명하고자하였다. 연구결과 일반적인 Zn 도금욕의 경우 젖음성이 양호하지만 Al함량이 높은 경우에는 젖음성이 좋지 못한 것으로 나타났다.

염화물이 전기아연도금에 미치는 영향을 분석해본 결과 염화물의 양이 부족한 경우에는 도금이 원활하지 않았지만 교반속도를 충분히 주면 도금이 가능하였고, 염화칼륨의 양에 따라서 우선성장하는 면이 달랐으며 가격이 비싼 염화칼륨을 염화나트륨으로 대체 가능성이 확인되었다.

Much attention has been recently paid to the trivalent chromium electro-plating for the application of surface finishing, mainly because of the environmental issues. Nevertheless, trivalent chromium plating has several critical issues to be figured out for such applications, including instability of the plating solution, poor property of plates and etc.

AIP(arc ion plating)방법과 마그네슘 스퍼터링(DC reactive magnetron sputtering) 방법을 결합시킨 하이브리드 코팅 시스템으로 Cr-Si-N 코팅막을 합성하였다. 고분해능 TEM 및 SEM 분석들로부터 negative bias voltage에 따른 미세구조의 영향을 나타내었다. negative bias voltage의 증가에 따라 columnar microstructure가 amorphous microstructure로 변화하였다. bias voltage effect에 의해 Cr-Si-N 코팅막내 입자의 크기가 미세해지고 나노 복합체를 잘 형성하였다.

마그네슘 합금은 비강도, 전동감쇠능 등 여러 장점으로 인하여 모바일 제품, 자동차 항공기 등 여러 영역에서 사용되고 있다. 하지만 내부식성 문제로 인하여 사용이 제한되고 있는 실정이다. 마그네슘 합금의 표면 처리는 기존에 전해 및 무전해 도금, 양극산화, 화성처리 등의 방법의 있으나 일반적으로 화성처리인 3가 크로데이트 후 도장 공정이 내식성 증가를 위해 적용되고 있다. 본 연구에서는 전기화학적인 방법으로 3가 크로메이트를 대체할 수 있는 친환경적이고 경제적인 아연 코팅을 마그네슘합금(AZ91) 소재에 생성시켰다. 표면특성 및 전기화학적인 분석은 SEM, EDX, XRD, potentiostat/galvanostat을 이용하였다.

DC 마그네트론 스퍼터링법을 이용하여 투명 폴리이미드 기판위에 $CeO_2$가 0.5, 3.0, 4.0, 6.0wt% 도핑된 고밀도 ITO 타켓으로 증착된 ITO:Ce 박막의 구조적, 기계적 특성, 전기적 특성을 연구하여싸. ITO 박막 내에 Ce 함량이 증가할수록 결정성이 감소하였으며 $CeO_2$가 3.0wt% 도핑된 ITO타켓으로 증착한 박막의 경우 비정질구조로서 $3.96{\times}10^{-4}{\Omega}cm$의 가장 낮은 비저항 값을 관찰할 수 있었고, 기계적 내구성 또한 가장 우수하였다.

ITZO 박막은 2개의 캐소드 (DC, RF)를 이용하여 마그네트론 2원 동시 방전법에 의해 고온에서 안정한 polyimide 기판위에 상온에서 증착하고 $200^{\circ}C$에서 어닐링 하였다. XRD 측정 결과 어닐링 과정을 거친 막들은 Zn의 도입에 따란 결정성이 감소하다가 RF파워 280W에서 증착한 박막은 완전한 비정질 구조를 보였다. AFM 측정과 밴딩 테스트 결과, ITO 및 ITZO 박막들은 결정성이 감소할수록 매끄러운 표면과 낮은 저항 변화율을 보여주었다. 전기 비정항은 Zn 함량이 증가함에 따라 증가하였지만, 광학적 투과율은 $200^{\circ}C$ 어닐링 과정을 거친후의 막들에 있어서 증가됨을 보였다.

ZIO 박막은 RF 마그네트론법으로 다양한 $In_{2}O_{3}$ 함량을 소결체 ZIO 타겟을 사용하여 유리 기판위에 증착되었다. $In_{2}O_{3}$ 9.54 wt%를 함유한 ZIO 타겟을 이용하여 PT에서 증착한 박막이 가장 낮은 비저항 $9.13{\times}10^{-4}{\Omega}cm$를 나타내었다. 전기적 특성을 향상시키기 위하여 기판온도를 상승하였으나 오히려 전기적 특성이 저하되는 결과를 나타났다. 게다가 기계적 특성 역시 기판온도 상승에 따라 저하되었다. 한편 XRD 측정을 통하여 기판온도 200과 $300^{\circ}C$에서 ZnO (002) 면과 $In_{2}O_{3}$ (400) 면이 동시에 관찰되었다. 그러므로 전기적, 기계적 특성의 저하는 상분리, 결정립크기의 감소와 같은 결정성 저하에 기인한다고 생각된다.

전자파 차폐재로 메쉬를 제작하는 기존의 배치 방식은 복잡한 작업공정과 비싼 설비로 인해 생산원가 높다. 그래서 pulse reverse current를 이용하여 Cu mesh 도금을 하였다. 정펄스의 전류밀도가 $31mA/cm^2$일일 때 역펄스의 전류밀도 및 duty cycle에 상관없이 표면은 매끄럽게 나왔다. 정펄스의 전류밀도가 $454mA/cm^2$일때는 duty cycle이 25%이하는 표면상태가 매끄럽게 나타났지만 33%이상에서 표면상태가 거칠게 도금이 되었다.

철강연속주조용 Cu몰드의 내마모성 향상을 위한 Ni-Co/SiC 복합도금을 실행하였다. 우선, Ni, Co의 설파민산 및 황산 Precursor로부터 생성된 피막의 내마모성을 평가하여, Ni-Co 최적 합금도금액을 선정하였다. 이 도금액에 마이크로 및 나노미터 크기의 SiC분말을 분산시켜 복합도금을 진행하였다. 이 때 생기는 문제점은 공정조건을 개선하여 해결하였으며, 그 결과 우수한 내마모성의 Ni-Co/SiC 복합도금 방법을 제안하고자 하였다.

흑색 3가크롬용액을 최적의 전착조건을 찾기 위해서 pH와 온도의 변화에 따란 Hull-cell test, 두께측정, 분극실험을 실시하였다. 온도가 올라갈수록, pH가 낮을수록 도금층의 두께가 두꺼워졌으나, 온도 $40^{\circ}C$, pH 3.4-3.8일때 균일한 도금층을 얻을 수 있었다.

전자 소자 배선 재료로 이용되는 Cu의 확산 방지막으로서 170nm 두께의 전해 Ni-Re-P 합금 피막이 Cu substrate 위에 제조되었으며 피막특성 및 확산 거동을 연구하였다. 도금 피막내의 P와 Re의 조성분석은 WDXRF로 분석하였으며, 각 함량은 6wt.%와 10wt.%였다. DSC와 XRD는 Ni-Re-P 피막의 결정화 온도가 Ni-P 피막보다 높다는 것을 보여줬다. 이 결과는 Ni-Re-P 피막의 열적 안정성이 Ni-P피막보다 더 우수하다는 것을 나타낸다.

본 연구에서는 Ti 합금에 Nb과 Zr을 첨가하여 Ti-29Nb-xZr(x : 3, 5, 7, 10, 15 wt %) 3원계 합금을 제조하고 Zr의 함량과 전압 그리고 용액의 농도를 다르게 하여 양극산화 시킨 후 합금의 표면을 관찰하고 특성을 조사하였다.

본 논문에서는 6가 크롬 도금의 대체 기술 중 하나인 3가 크롬 도금 공정 기술 개발에 있어 도금 소지인 Mg 합금에 온도, 전류 밀도 등의 도금 조건을 변경하여 도금 층의 두께와 형상, 미세조직 등을 분석, 최적의 도금 조건을 확인하였다. 또한 3가 크롬도금의 실 부품 적용 가능성을 검토하기 위해 상용 프로그램인 Solidworks와 Elsyca Platingmaster를 이용, 3D Hull Cell test를 전산 모사하고 실제 Hull Cell 도금과 비교 분석 하였다.

크롬 도금된 AISI 316L 스테인리스강에 펄스 바이어스를 사용한 유도결합 플라즈마로 질화 처리하여 고분자 전해질 연료전지용 분리판에 적합한 물성을 확인하였다.

스테인리스강인 AISI 316L의 질화처리를 통하여 고분자 전해질 연료전지에 분리판에 적용가능한 특성을 측정하였다. 질화처리를 통하여 면간접촉저항을 $20m{\Omega}cm^2$ 정도로 낮게 만들었으며 부식특성도 원래의 스테인리스강과 비슷한 값을 나타내었다.

실제 산업에서 가장 많이 사용하고 있는 in-line type system에서 Al-doped ZnO (AZO) 막을 bipolar pulsed DC sputtering을 이용해 증착하였다. 약 30 nm/sec의 속도로 기판을 타겟 좌우로 swing 하면서 동적 증착 공정을 한 AZO 박막의 columnar structure가 정적 증착일 때와 다른 형태의 zigzag-type columnar structure가 형성되었다. 투명전도막의 가장 중요한 특성인 비저항과 투과도가 동적 증착 공정일 때의 박막과 정적 증착 공정일 때의 박막이 각각 $2.5{\times}10^{-3}{\Omega}{\cdot}cm$, 78.5%와 $1.65{\times}10^{-3}{\Omega}{\cdot}cm$, 83.9% 였다. 이렇게 성장하는 막의 구조 형태에 따라 달라지는 특성 변화는 양산하는 현장에서 매우 중요한 것이며, 동적 증착 공정에서의 박막 특성 개선에 정적 증착 공정과는 다른 방법의 연구가 필요할 것이다.

We prepared the Au-coated $TiO_2$ (Au/$TiO_2$) nanoparticles by deposition-precipitation (DP) method with and without bases (urea or NaOH) and investigated the effects of pH on the preparation of Au/$TiO_2$ nanoparticles for various kinds of bases. For the DP method without bases, the Au nanoparticles in the diameter of about 50 nm were generated in the solution by the reduction reaction with trisodium citrate and they did not deposit on the surface of $TiO_2$. For the DP method with bases, Au precursors deposited on the surface of $TiO_2$ and then reduced to the Au nanoparticles in the diameter of 4-5 nm on the surface of $TiO_2$ by the reaction with trisodium citrate.

We coated $TiO_2$ thin films on particles by a rotating cylindrical plasma chemical vapor deposition (PCVD) process and investigated the effects of various process variables on the morphology and growth of thin films. The polypropylene (PP) particles were rotated with the cylindrical PCVD reactor and they were coated with $TiO_2$ thin films uniformly by the deposition of thin mm precursors in the gas phase. The $TiO_2$ thin films were coated on the PP particles uniformly and the thickness of thin films almost proportional to the deposition time. The $TiO_2$ thin films grew more quickly on the PP particles with increasing rotation speed of the reactor. This study shows that a rotating cylindrical PCVD reactor can be a good method to coat high-quality $TiO_2$ thin films uniformly on particles.

첨가제를 사용한 피로인산구리 도금욕에서 마그네슘 합금상에 직접 구리도금을 실시하였다. 피로인산구리 도금욕에서 첨가제가 마그네슘 합금 도재에 미치는 영향에 대하여 연구하였다. 연구에 따른 첨가제를 포함하는 피로인산구리 도금욕에서 구리도금층의 적합성을 확인하기 위하여 기존의 마그네슘 모재에 구리를 도금하기 위한 방법인 징케이트 처리 후 시안구리도금욕에서 구리도금하는 방법과 비교 고찰 하였다.

경질 3가 크롬 도금액은 내적인 구성 조성물의 화학비나, 외적인 온도, 시간 등 여러 가지 실험인자들의 복잡한 작용으로 인해 어떤 인자가 어떠한 작용에 상호 영향을 미치는지 파악하기가 쉽지 않다. 통계 프로그램을 사용하여 실험계획법을 작성하고, 측정된 반응치료로부터 분석을 실시하여 최적경사경로를 도출하였다. 또한, 잔차분석과 호감도 함수를 이용한 최적화가 진행되었다.

3성분계 Ti-Si-N코팅은 $N_2$와 Ar 혼합가스 분위기하에서 Ti 소스는 아크 이온 플레이팅, Si 소스는 직류 마그네트론 스퍼터링 증착기법을 이용해 스테인리스 스틸 기판위에 합성되었다. Ti-Si-N 코팅에서 Si 함유량이 증가함에 따라 주상정 구조가 TiN 나노결정질을 $SiN_x$ 비정질이 둘러싸고 있는 독특한 나노복합체구조로 변화되었다. 상온 NaCl 3wt% 용액에서 Anodic Polarization measurement 법으로 측정된 결과에서 Si 함유량이 높아짐에 따라 나노복합체 구조로 인하여 더 우수한 내식성을 나타내었다.

TiN 코팅은 뛰어난 기계적 성질 및 내식성으로 산업전반에 걸쳐 널리 이용되고 있다. 본 연구에서는 비대칭 바이폴라 펄스 DC 반응성 마그네트론 장비를 이용하여 바이어스전압, 펄스주파수 및 Duty를 변화시키면서 TiN 박막을 제작하였다. 위와 같은 3가지 플라즈마 변수의 변화에 따른 TiN 박막의 결정 배향성 및 미세구조에 미치는 영향에 대해 주목하였다.

본 연구는 기판 바이어스 전압변화에 따른 DC 스퍼터링 TiN 박막의 우선 결정배향성, 표면조도, 평균결정립 크기 및 단면 미세구조에 미치는 영향에 대해 조사하였다.

마이크로웨이브 플라즈마 화학기상증착(MPCVD) 시스템을 이용하여 실리콘 웨이퍼 위에 나노결정질 다이아몬드 박막을 증착하였다. 공정압력, 마이크로웨이브 전력, Ar/$CH_4$ 조성비를 일정하게 놓고 기판온도를 $400^{\circ}C$ 및 $600^{\circ}C$, 증착시간을 0.5, 1, 4시간으로 변화시켜 박막의 성장 과정을 관찰하였다. 성장 초기에 약 30 nm 크기의 나노 결정립으로 이루어진 구형 입자가 형성되어 시간의 경과에 따라 입자들이 성장하고 4시간 이후에는 입자들이 서로 붙어 완전한 박막을 형성함을 관찰하였다. 같은 증착시간에서 기판온도가 $400^{\circ}C$에서 $600^{\circ}C$로 증가함에 따라 다이아몬드 입자의 크기가 증가하였다. 시간의 경과에 따라 기판 위에서 입자들이 차지하는 면적의 비율은 증가하였다.

마이크로플라즈마 스프레이(Microplasma spray, MPS)를 이용하여 hydroxyapatite(HA) 코팅을 수행하여, HA코팅 층에 대한 밀착력을 측정하였다. 밀착력의 측정은 ASTM C633에 의거하였으며, 실험의 설계는 다꾸치법 (L18($2^{1}3^{7}$))을 이용하였다. 본 실험에서 HA코팅 층과 모재에 대한 밀착력 측정에서 35.8MPa의 밀착력을 얻었으며, SEM을 이용하여, 표면 형상과 밀착력 실험 후의 파단면을 관찰하였다. 또한, 나노 인덴테이션을 사용하여, 탄성계수와 미소경도를 측정하였다.

저탄성 계수를 갖는 Ti-29Nb-x(3, 5, 7, 10, 15)Zr 합금을 제조하여 양극산화 방법을 통해 표면에 nanotube를 형성한 후 0.9% NaCl 용액에서 부식특성을 관찰하였다. 합금 표면에 형성된 안정된 $TiO_2$ nanotube가 내식성 향상에 영향을 주었음을 알 수 있었다.

본 연구에서는 Ti합금에 Nb과 Zr을 첨가하여 Ti-29Nb-xZ(x : 3, 5, 7, 10, 15 wt %) 3원계 합금을 제조하고 생체적합성을 향상시키기 위해 양극산화법을 이용하여 nanotube를 형성하고 그 표면특성을 조사하였다.

We have carried out quantitative structure and property analysis of the nanoporous structures of low dielectric constant (low-k) carbon-doped silicon oxide (SiCOH) films, which were deposited with plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) using vinyltrimethylsilane (VTMS), divinyldimethylsilane (DVDMS), and tetravinylsilane (TVS) as precursor and oxygen as an oxidant gas. We found that the SiCOH film using VTMS only showed well defined spherical nanopores within the film after thermal annealing at $450^{\circ}C$ for 4 h. The average pore radius of the generated nanopores within VTMS SiCOH film was 1.21 nm with narrow size distribution of 0.2. It was noted that thermally labile $C_{x}H_{y}$ phase and Si-$CH_3$ was removed to make nanopore within the film by thermal annealing. Consequently, this induced that decrease of average electron density from 387 to $321\;nm^{-3}$ with increasing annealing temperature up to $450^{\circ}C$ and taking a longer annealing time up to 4 h. However, the other SiCOH films showed featureless scattering profiles irrespective of annealing conditions and the decreases of electron density were smaller than VTMS SiCOH film. Because, with more vinyl groups are introduced in original precursor molecule, films contain more organic phase with less volatile characteristic due to the crosslinking of vinyl groups. Collectively, the presenting findings show that the organosilane containing vinyl group was quite effective to deposit SiCOH/$C_{x}H_{y}$ dual phase films, and post annealing has an important role on generation of pores with the SiCOH film.

DC 마그네트론 스퍼터링법에 의하여 ITO, ITO:Yb 및 ITO:Sm의 조성을 가지는 각각의 타겟을 사용하여 상온에서 박막을 증착한 후 후 열처리를 실시하였다. Yb 및 Sm이 첨가된 타겟을 사용하여 증착한 박막의 경우, 미세구조 및 전기적 특성, 표면거칠기 등은 ITO 박막내의 불순물의 함량에 크게 의존한다는 것을 알 수 있었다. 이것은 새로운 불순물의 첨가에 따른 ITO 박막의 결정성의 저하에 기인한다고 생각된다.

휴대용 정보기기의 보급이 확산되고 기능과 함계 외관 디자이이 중시되면서 건식코팅을 이용한 외관 색상구현이 많은 관심을 박도 있다. 기존에 사용되던 공정은 오염물질 규제로 인해서 더 이상 사용할 수 없기 때문이다. 본 연구에서는 스퍼터링을 이용하여 다양한 조성의 티타늄 화합물을 합성하고 조성에 따라 화합물의 색상이 어떻게 변하는지 알아보았다.

전자부품 소재의 경량화 및 연성화 경향에 따라 고분자 소재의 수요가 증가하고 있으며 이에 따라 각종 디스플레이 소자의 투명 도전막으로 사용되는 ITO(Indium-tin Oxide) 피막의 저온 박막 성장에 대한 관심이 증가하고 있다. 본 연구에서는 PET 기판의 전처리 및 후처리 조건에 따라 저온에서 ITO 피막을 제조하고 전처리 및 후처리 조건이 ITO 피막의 면저항 및 투과율 그리고 결정성에 미치는 영향에 대해서 연구하였다.

증착 온도를 변화시켜 성장시킨 Ga-doped ZnO 박막을 수소 열처리를 통해 구조적 전기적 광학적 성질을 기존의 투명 전극으로 사용되는 ITO (indium tin oxide) 물질을 대체할 수 있는 가능성을 확인하였다. 열처리 전 Ga-doped ZnO 박막의 증착온도가 증가함에 따라 전기적 성질이 향상되었지만 423 K 이상의 온도에서는 과잉 dopant인 Ga 으로 인한 기여도가 커져 $ZnGa_{2}O_{4}$와 $Ga_{2}O_{3}$ 상으로 인해 박막의 질이 저하되는 것을 확인할 수 있었다. 수소 열처리 후 과잉 dopant Ga 으로 인하여 상온에서 올린 박막만 전기적 성질이 향상되었지만 나머지 증착 온도 변화를 둔 박막에서는 큰 변화가 없었다.

연성 기판을 기초로 하는 플렉서블 디스플레이 등의 연성 소자에 적용되는 TCO, 투습방지막의 기계적 특성을 시험하였다. 실제 사용 환경에서의 기계적 특성을 평가하기 위하여 굽힘시험과 인장시험을 적용하였다. PET 기판위에 PE-CVD 공정으로 성장된 실리콘 산화물 ($SiO_x$) 박막과 그 위에 스퍼터링 공정으로 성장된 투명 전도성 산화물 (TCO, Transparent Conducting Oxide) 박막의 시험 결과, 균열 생성 임계 변형량은 TCO 박막에 의해서 결정됨을 알 수 있었다. 따라서 향상된 기계적 특성을 얻기 위해서는 TCO 박막의 특성 제어가 필요하다.

Compositional gradient CrNx coatings were fabricated using arc ion plating in Ar/$N_2$ gaseous mixture by gradually increasing $N_2$ flux rate from 0 to 120 SCCM. The effect of negative substrate bias on the film microstructure and mechanical properties were systematically investigated with XRD, GDOES, and SEM. The results show that substrate bias has an important influence on film growth and microstructure of gradient CrNx coatings. The coatings mainly crystallized in the mixture of hexagonal $Cr_{2}N$ and fcc CrN phases. By increasing substrate bias, film microstructure evolved from an apparent columnar structure to an equiaxed one. With increasing substrate bias, deposition rate first increased, and then decreased. The maximum of deposition rate was 15 nm/min obtained at a bias of -50V.

플라즈마 원자층 증착법을 이용하여 Ru-TiN 빅막을 합성하였다. 박막 내 Ru의 함량은 Ru의 unit-cycle의 수에 따라 선형적으로 증가하였으며, Ru 함량이 증가함에 따라 박막의 비저항을 $3700{\mu}{\Omega}{\cdot}cm$에서 $190{\mu}{\Omega}{\cdot}cm$까지 자유롭게 조절할 수 있었다. Ru의 함량이 0.40 이상인 경우, Ru과 TiN 두물질이 교차 증착되어 서로의 결정 성장을 충분히 억제함으로서, 비정질구조를 가짐을 확인할 수 있었다. 또한, $O_2$ 분위기에서 열처리를 진행한 결과, Ru의 조성비가 0.40이상인 경우 $700^{\circ}C$까지 면저항의 변화가 거의 없음을 확인할 수 있었다.

하이브리드 코팅 시스템을 이용하여 CrN 을 기초로 3성분계 코팅을 합성한다. 이번 연구는 C를 첨가한 음이온 고용경화와 Mo를 첨가한 양이온 고용경화의 영향이 미세구조와 기계적 성질에 미치는 영향을 알아보는 것이다. Cr-C-N 과 Cr-Mo-N 코팅은 23, 43GPa의 최대 경도 값을 가진다. 이 경도강화는 고용강화로 설명할 수 있다.

RF 부가형 DC 마그네트론 스퍼터링 공정을 이용하여 상온에서 Indium tin oxide (ITO) 박막을 PET (polyethylene terephthalate) 기판 위에 증착하였다. 전체 파워는 70W로 유지하고 RF/ (DC+RF) 파워율은 0 %에서 100 %까지 20% 비율로 증가시켰다. 50 %의 RF/(RF+DC) 파워율에 의해 증착된 ITO 박막에서 상대적으로 낮은 비저항을 얻을 수 있었으며, bending test에 의한 기계적 내구성 또한 가장 우수하였다.

GAZO 박막의 증착은 $Ga_{2}O_{3}$의 첨가량 (6.65wt%) GZO 타겟과 $Al_{2}O_{3}$의 첨가량 (2.0wt%) AZO 타겟이 각각 장착된 2개의 캐소드를 이용한 DC 마그네트론 동시방전법에 의하여 non-alkali glass 기판위에 다양한 조건(파워, 기판온도, $H_2$ 참가량)에서 행하였다. GAZO박막의 전기적 특성은 Hall Effect measurements를 사용하여 측정 하였으며, 구조적 특성, 박막의 화학적 조성 및 광학적 특성은 XRD(X-ray diffraction), FESEM(Filed Emission Scanning Electron Microscope) 및 UV-Vis Spectrophotometer를 사용하여 평가 하였다. Al을 도입함으로써 캐리어밀도의 증가에 의해 GZO 박막의 특성은 개선됨을 확인 할 수 있었다.

ZIO 박막은 RF/DC 동시인가 마그네트론 스퍼터링법을 이용하여 기판 가열 없이 상온에서 non-alkali 유리 기판 위에 증착하였다. RF/(DC+RF) 비율은 0%에서 100%까지 25% 비율로 증가시키면서 전체 파워는 80W로 유지하였다. 100%의 RF/(DC+RF) 비율에 의해 증착된 ZIO 박막에서 $1.28{\times}10^{-3}{\Omega}cm$의 가장 낮은 비저항을 나타내었으며, 이것은 캐리어 농도의 증가에 기인되어진다고 생각된다. 한편, 결정성은 50%의 RF/(DC+RF) 비율로 증착된 ZIO 박막에서 가장 우수하였다.

다양한 증착 조건에서 마그네트론 2원 동시 방전법을 이용하여 유리기판위에 ITO (10wt% $SnO_2$ 타겟과 $Yb_{2}O_{3}$ 타겟을 사용하여 증착한 ITO:Yb 박막의 구조적, 전기적 특성을 연구하였다. 스퍼터 가스로서는 Ar 가스를 사용하였고, RF power가 0W이고 어닐링온도가 $200^{\circ}C$일 때, 가장 낮은 비저항 $2.442{\times}10^{-4}{\Omega}cm$을 나타내었다. ITO:Yb 박막의 전기적 특성은 Hall 효과 측정장비, 박막의 결정구조는 X-선 회절(XRD), 광학적 특성은 UV 측정장비를 사용하여 측정하였다.

최근 많은 환경오염물질을 제거하기 위한 방법으로 광촉매를 이용한 기술들이 다양하게 활용되고 있다. 본 연구에서는 높은 비표면적을 갖는 관촉매를 제조하기 위해, 전기화학적인 방법인 양극 산화법을 사용하여 기지 Ti 금속 표면에 pore 형태의 광촉매용 $TiO_2$를 제조하고, 염료분해 반응을 통해 광촉매의 효율을 조사하였다. 또한 염료분해 효율을 높이기 위해 $Eu(NO_3)_3$를 첨가하여 염료분해 반응에 미치는 영향에 대해 조사하였다.

CrN 코팅막은 고온에서 치밀한 Cr2O3 확산방지막을 형성함으로 $800^{\circ}C$까지 기계적성질을 유지할 수 있다. 본 실험에서는 Ar, N2, 그리고 $O_2$ 가스 분위기에서 AIP(Arc Ion Plating) 기법에 의해 다양한 조성의 Cr-O-N 박막을 Si(200)과 AISI 304 기판 위에 증착되었다. Cr-O-N 코팅막은 47.4at% 미만의 산소함량을 포함 할 때까지 B1구조를 유지하였고 코팅막 내 산소함량 24.6at%에서는 강한 XRD peak intensification을 나타내었다. 47.4at%에서는 결정상을 전혀 찾아볼 수 없는 전이구조를 나타내었고, 그 이상의 산소함량에서는 Cr22O3 결정상을 나타내었다. Cr-O(17at%)-N 조성의 코팅막에서는 (200)배향의 Grain 크기 증가 및 압축잔류응력이 증가하였으나, 그 이상의 산소함량에서는 점차 감소하였다. Cr-O(24.6at%)-N 조성의 코팅막이 가장 높은 경도를 나타내었고, 산소함량이 증가할수록 점차 향상된 마찰특성을 보였다.

본 연구에서는 고속전단 강도에 표면 처리의 변화가 미치는 영향에 대해 연구하고자 하였다. 표면 처리를 ENIG, ENEPIG, OSP로 하여 고속전단시험을 수행하였다. 고속전단 결과 SAC105의 전단 강도 값은 ENIG가 가장 작았고, ENEPIG가 가장 높았다. SAC305의 전단 강도 값은 ENIG가 가장 작았고, OSP와 ENEPIG는 비슷한 값을 나타냈다.

$Pb_1(Zr_x,\;Ti_{1-x})O_3$ (PZT)는 강유전체 기억소자(FRAM)와 초고감도 압전센서 등 다방면의 활용성으로 인해 신뢰성 높은 박막을 제조하기 위한 많은 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 RF-magnetron Sputtering System을 이용하여 mono-layer PZT박막과 Bi-layer PZT박막을 제조하여 각 sample의 전기적 특성을 비교 하였으며, 그 결과 Bi-layer PZT박막이 더 우수한 전기적 특성을 확인하였다.

전기도금방법으로 여러형태의 ZnO 나노구조를 ITO/glass 위에 전착하였다. 그 중 sheet 형태의 ZnO 나노구조 위에 $TiO_2$와 CdSe 나노입자를 전기화학적 방법으로 전착하여 유 무기 복합태양전지 및 염료감응형 태양전지의 anode로 적용하였다. 동일조건 하에서 ZnO-CdSe 형태의 전극을 사용하였을 때 Jsc, Voc 값이 상대적으로 다른 전극에 비해 증가하였다.

실리콘을 기판으로 하는 대부분의 태양전지에서는 표면반사에 의한 광 에너지 손실을 최소화 시키고자 습식에칭 (wet etching)에 의한 텍스쳐링 처리가 이루어진다. 그러나 습식 에칭은 공정 과정이 번거롭고 비용이 많이 든다. Inductively Coupled Plasma Etcher 장비를 이용한 플라즈마 에칭 (plasma etching)을 실리콘 표면에 적용하여 공정을 간단하고, 저렴하게 하며 반사도를 획기적으로 낮추는 기술을 개발되었다. 플라즈마 에칭으로 형성된 나노구조는 내부전반사를 일으키며 대부분의 태양에너지를 흡수한다. 나노구조는 필라(pillar)의 형태로 나타나며, 이는 플라즈마 에칭 시 발생하는 이온폭격과 에칭 측벽 식각 보호막 (SiOxFy : Silicon- Oxy-Fluoride)의 형성 때문이다. 최저의 반사도를 얻기 위해서 나노필라 형성에 기여하는 플라즈마 에칭 시간, RF bias power, SF6/O2 gas ratio의 변화에 따른 실험이 진행되었다. 플라즈마 발생 초기에는 표면의 거칠기만 증가할 뿐 필라가 형성되지 않지만 특정조건에서 4um 이상의 필라를 얻는다. 이 구조에 알루미늄 전극을 형성하여 전기적 특성을 관찰하였다. 플라즈마 에칭을 적용하여 제작된 태양전지는 표면의 반사도가 가시광 영역에서 약 1%에 불과하며, 마스크 없이 공정이 가능한 장점이 있다.

Plasma etching was studied to obtain high-efficiency Si solar cells. SiN nanoparticles were observed upon the plasma treatment using SF6 gas. The mechanism of the nanoparticles formation has been studied. A net increase in the current density (Jsc) of the cells of $1.7mA/cm^2$ and in the conversion efficiency ($\eta$) of 2.1% is obtained after the plasma treatment for 10s, thanks to the significant decrease of reflection in the shorter wavelength range.

추가적인 습식 에칭 공정 없이 유도결합 화학 기상 증착법을 이용하여 공정변수 조절만으로 ZnO 박막의 texture와 표면 거칠기를 조절하여 Hzae 특성을 향상시켰다.

아크이온플래이팅 기술과 스퍼터링 기술이 결합된 하이브리드 코팅 시스템을 이용하여 STS 304와 Si 기판에 4성분계 Cr-Al-Mo-N 코팅을 증착하였다. $N_2$/Ar 혼합가스 분위기하에 아크 타겟은 Cr을 사용하였고 스퍼터링 타겟은 Al과 Mo를 사용하였으며 합성된 Cr-Al-Mo-N 코팅은 주로 치환고용된 (Cr, Al, Mo)N으로 구성되었다. 최고 경도값은 Mo 함량이 24.2 at.%일 때 35 GPa을 나타냈으며 마찰계수는 Mo의 함량이 0에서 33.2 at.%로 증가함에 따라 0.9에서 0.48로 감소하였다. 이는 $MoO_3$가 코팅면과 스틸볼 계면에서 고체 윤활제로 작용한 것으로 사료된다. 그러나 Cr-Al-Mo-N 코팅은 MoN의 낮은 내산화온도로 인하여 Cr-Al-N에 비하여 더 낮은 온도에서 산화되었다.

5성분계 Ti-Al-Si-C-N 코팅막은 하이브리드 코팅 시스템을 사용하여 실리콘 (Si) 웨이퍼와 SUS 304 기판위에 합성되었다. 본 연구에서는 Si 첨가에 의해 Ti-Al-Si-C-N 코팅막의 미세구조와 기계적 특성의 변화를 체계적으로 조사하였다. Si 함량이 증가됨에 따라 Ti-Al-Si-C-N 코팅막의 미세구조는 주상정에서 나노복합체를 가지는 미세구조로 변화하였다. 나노복합체의 고유한 특성에 의하여 미소경도는 약 56GPa로 증가하였고, Si가 증가함에 따라 평균 마찰계수도 크게 줄어들었다.

높은 이온화율과 복잡한 형상의 모재에도 표면 도포성 및 균일성을 나타내는 아크이온플래이팅 기술과 비전도성 세라믹 타겟물질에 적용가능한 스퍼터링 기술이 결합된 하이브리드 코팅 시스템(Hybrid coating system)을 이용하였다. 그리고 Cr-Al-N과 Cr-Si-N 코팅막의 강화 기구를 복합시킨 새로운 개념의 Cr-Al-Si-N 코팅막을 초경(WC-Co)시험편에 증착하여 Si 첨가량에 따른 미세구조의 미세경도 특성을 파악하였다. 공구성능 평가는 고속가공조건하에 마이크로 밀링기에서 무코팅(초경공구), Cr-Al-Si-N (Si : 0, 4.5, 8.7, 16 at.%) 코팅 마이크로엔드밀에 대하여 공구마멸에 대한 공구수명을 비교, 평가하였다.

선박 건조시에 사용되는 알루미늄 합금은 환경친화적인 재료로 각광을 받고 있으며, FRP 선박의 대체재료로 부각되고 있다. 선박 운항시 해수 환경하에서 선체의 부식을 방지하기 위해 도장 뿐만아니라 희생양극이나, 음극방식 등은 필수불가결한 사항이다. Al-Mg 합금인 5083-H116에 대한 천연 해수 용액에서 저변형율 인장시험을 통한 응력부식균율이나 수소취화의 영향이 없는 최적의 방식 전위를 결정하였다.

최근 경량화, 리사이클성, 기기의 소형화, 내환경성 등의 이점을 가지고 있는 알루미늄 합금이 여러 분야서 재인식 되고 있다. 그러나 이런 알루미늄 합금이 부식 환경에 노출 될 경우 음력부식균열이 발생할 수 있게 된다. 이러한 음력부식균열의 발생은 알루미늄의 기계적 특성에 안 좋은 영향을 미치므로 제품의 품질저하, 수명 단축, 효율저하, 재해발생 등 직간접적으로 광범위한 피해를 입게 되기에 부식에 대한 많은 연구가 진행이 되고 있다. 이 중에 고비강도용 알루미늄 압출소재인 Al 6xxx계 합금의 열처리 및 조성 변화에 따른 음력부식 균열의 거동에 대해 연구하였다. 응력부식균열 시험은 SSRT시험으로 많이 하고 있는데, 이 시험은 인장시편을 부식 환경 하에 노출하면서 천천히 일정한 변형속도로 당기는 시험이다. 본 연구에서는 Strain rate를 ${10^{-6}}s^{-1}$ 부식용액은 1M-NaCl + 0.6M-$Na_{2}SO_{4}$ + 0.3%-$H_{2}O_{2}$을 사용하여 시험을 하였다. 그러나 시험에 대한 분석은 Tafel polarization curve, SEM, OMS를 이용하였다.

In this study, electrochemical impedance characteristics of anodic oxide layer formed on titanium ternary alloy surface have been investigated, Titanium oxide layers were grown on Ti-29Nb-xZr(x=3, 5, 7, 10 and 15 wt%) alloy substrates using phosphoric acid electrolytes.

AZ31 마그네슘 합금에 AC 전류를 인가하여 MAO(micro-arc oxidation) process로 양극산화 할 때 알카리 전해액에 첨가되는 sodium silicate(Na2SiO3)의 농도에 따라 형성되는 양극 피막의 구조와 부식특성을 평가하였다. 전해질의 조성은 10g/1 KOH와 4g/1 KF 혼합 전해액에 sodium silicate를 (5, 10, 20, 40, 80)g/1로 달리하여 첨가한 후 $40mA/cm^2$의 전류밀도로 20분간 MAO 처리한 후 양극피막의 조직을 SEM, XRD, EPMA를 이용하여 분석하였고 동전위 분극시험으로 부식 거동을 평가하였으며 micro-vickers 경도계를 이용하여 단면의 경도를 측정하였다.

PVD 법으로 제작한 Zn-Mg합금 박막의 내식성 평가를 위해 양극 분극 실험을 실시하였다. 강판상에 제작한 Zn 단일 박막은 활성적 거동을 나타내는 반면 Zn-Mg 합금 박막은 부동태 거동을 나타내었다. 여기서는 Mg 원소 첨가에 따른 Zn-Mg 합금박막의 조성이나 구조 변화가 내식성 향상에 어떤 영향이 있는지를 양극분극측정을 통해 고찰-검토했다.

양수발전소의 파이프라인 부식에 대해 연구하였다. 파이프의 파공부위에 대한 외관구조분석, 녹 부위에 대한 SEM, XRD, X선 형광분석 및 모재부와 용접부의 전기화학적 분극을 측정하여 파이프라인의 파공과 부식에 대한 원인을 분석-고찰하고 최적의 관리방안을 제시하고자 하였다.

천연해수 중에서 음극방식에 의해 형성된 석회질 막은 장기적으로 외부 부식 환경을 차단하여 피방식체인 강재를 부분적으로 보호하거나 음극방식에 필요한 전류밀도를 감소시키는 역할을 하기도 한다. 한편 이렇게 형성된 석회질막 자체의 밀착력은 매우 취약하여 정상적인 막으로의 기능 수행이 곤란하다. 본 연구에서는 해수 환경 중 형성된 석회질 코팅막의 성분, 조직 및 결정구조 등을 분석하여 밀착성 향상에 기여할 것으로 추정되는 인자를 평가 선정함은 물론 제작 제어를 검토하였다.

일반적으로 알루미늄이나 아연 등과 같은 이온화 경향이 큰 금속들은 그 자체의 활성적인 특성으로 인해 강재와 같은 이온화 경향이 낮은 금속재의 표면에 도금 또는 코팅함으로서 사용 환경 중 자체 내식성 보유와 더불어 손상 결함시 희생양극적인 역할 등의 잇점으로 많이 사용되고 있다. 본 연구에서는 DC 스퍼터링법에 의해 표면조직이 치밀한 여러 가지의 Zn-Mg 합금박막을 제작하였다. 이들 박막은 종래의 Zn도금에 비해 부식환경 중 장기간 갈바닉쌍을 형성하여 모재 금속에 대한 보호막 기능을 우수하게 하는 것으로 나타났다.

Zn-Mg 합금박막 강판의 열처리 온도에 따른 내식특성 변화를 연구하기 위하여 XRD 분석 및 전기화학적 실험을 실시하였다. 실험 결과에 의하면, 부식전위(Ecorr)상승을 통해 합금화 정도를 간접적으로 측정할 수 있었음은 물론 부식전류밀도(Ecorr) 측정을 통해 내식성을 비교 평가 할 수 있었다.

탐침현미경(Atomic Force Microscope)을 이용하여 탐침과 표면사이에 나노스케일의 접촉 반경을 가지는 접촉보를 만든 후 접촉 강성(contact stiffness) 을 관찰하였다. 다양한 습도 조건하에서 접촉 강성의 변화를 측정한 결과, 습도에 의해 접촉부의 인장 거동이 달라짐을 확인할 수 있었으며, 습도 변화에 따라 인장 거동의 천이점이 존재함을 확인할 수 있었다.

기존 표면열처리기술에 단점인 대면적, 신속열처리를 위해 수중플라즈마 기술을 이용하여 표면경화와 경화 깊이층 제어를 실시였다. 수중플라즈마의 전원장치에 전압과 주기적인 전압과 시간을 달리하여 각각의 시편의 경도변화와 미세조직변화를 관찰하였다. 300V이상의 전압에서는 마르텐사이트가 관찰되었으며, 300V이하에서는 초석페라이트와 펄라이트가 혼합된상의 구조를 관찰할 수 있었다. 주기적인 전압과 시간을 달리하여 표면에서부터 $300{\mu}m$ 깊이만의 마르텐사이트로 형성시켜 경화 깊이층 제어가 가능하였다.

고밀도 플라즈마 질화를 위해 장비 내에 보조 HCD (Hollow Cathode Discharge) 전극을 설치하여 고밀도의 플라즈마가 발휘되도록 장비를 구축하였다. 기존 bias 플라즈마 질화는 1-10Torr의 공정압력인데 반하여 $10^{-1}-10^{-2}$Torr의 비교적 고 진동에서 고밀도의 플라즈마를 발생시켰다. HCD 질화는 bias plasma 질화 공정의 플라즈마를 비교하면 가스 비의 영향이 매우 큰 것드로 관찰되었으며 기존에 발표된 플라즈마 질화 관련 모델과 비교하여 관찰된 플라즈마 내에서는 ion species가 실제 공정에서도 영향을 미치는 것을 알 수 있었다.

금속 아세테이프가 금속으로 열분해하는 반응을 이용하여 템플레이트 안에 잘 정렬된 금속 나노 구조물을 얻는 것은 센서 (sensor), 분리 막(separation), 저장 장치(storage), 에너지 전환 장치 (energy conversion)에 응용이 가능하다. 실버 아세테이트와 팔라듐 아세테이트에서 순수 실버와 팔라듐 나노 구조의 제조 및 형태의 차이를 밝히는 것을 목적으로 나노 입자의 크기와 활성화 에너지가 이에 영향을 주는 것으로 확인할 수 있었다. 금속 나노 구조의 확인 및 나노입자의 크기와 활성화 에너지를 분석 관찰하기 위해 DSC, TG, XRD, FE-SEM 등을 이용하였다.

1999년 Zwilling 등은 타이타늄과 타이타늄 합금위에 불산을 포함하는 산성 전해질에서 양극산화 방법에 의해 $TiO_2$ 나노튜브를 형성시켰다. 그러나 HF의 강한 용해성으로 인해 튜브의 길이를 500 nm이상 성장 시킬 수 없다는 문제점을 가지고 있었고 그 후에 HF대신에 전해질에 $NH_{4}F$를 혼합하여 pH를 조절하는 방법으로 $TiO_2$가 용해되는 속도를 감소시켜 약 $2{\sim}4$배 더 크게 성장 시킬 수 있다고 보고한 바 있지만 수 ${\mu}m$ 이상의 길이로는 성장 시킬 수 없다는 한계를 가지고 있었다. 최근에는 불소이온을 포함하는 점액질의 유기전해질에서 높은 종횡비, 40-60 nm의 작은 기공직경과 매끄러운 튜브벽을 가지는 수 um이상의 나노튜브를 성장 시키는 보고가 있으나 $TiO_2$ 나노튜브의 제조에 영향을 미치는 파라메타에 대한 연구가 아직 많지 않은 실정이다. 따라서 본 연구에서는 전해질의 구성, 전압, 양극산화 시 교반의 영향에 대해 조사하였다. 불산과 에틸렌글리콜 전해질에서 형성된 $TiO_2$ 나노튜브의 비 표면적의 차이를 조사했고 튜브의 길이와 기공크기도 양극산화 시 인가전압과 전해질 구성에 따라 다른 것을 확인할 수 있었다. 이는 포어 바닥에서 국부적인 산성화를 유발하는 타이타늄의 가수분해와 $TiO_2$의 용해는 산화피막층의 용해작용을 증가시키는 수소이온의 농도를 증가시고 그에 따라 인가접압이 증가함에 따라 전해질 내의 이온수송을 활발하게 하기 위한 구동력이 증가해 전류밀도가 높아지는 것으로 확인되었단. 또한 양극산화 동안 전해질을 교반 한 경우 그런지 않은 경우에 비해 전해질 내의 유속(mass flow)를 증가시켜 더 긴 나노튜브를 얻을 수 있었다.

DRIE(Deep Ion Reactive Etching) 공정은 실리콘 웨이퍼를 식각하는 기술로서 Si wafer 비아 홀 제조에 주로 사용되고 있다. 즉, DRIE 공정은 식각 및 보호층 증착을 반복함으로써 직진성 식각을 가능하게 하는 공정이다. 또한, 3차원 적층 실장에서 Si wafer 비아 홀에 결함없이 효과적으로 구리 충진을 하기 위해서는 직각형 via보다 경사벽을 가진 via가 형상적으로 유리하다. 본 연구에서는 3차원 적층을 위한 Si wafer 비아 홀의 결함 없는 효과적인 구리 충진을 위해, DRIE 공정을 이용하여 기존의 경사벽을 가지는 via 흘 형성 공정보다 더욱 효과적인 공정을 개발하였다.

Friction stir welding and friction stir processing is a new solid state processing technique for ioining and micro..structural modification in metallic materials. It has been applied not only joining for light metals but also modification of the microstructure to enhance mechanical properties. In thin study, we investigated the mechanical properties for applied friction stir welding and processing under various parameters such as probe diameter, probe type, traveling speed and rotating speed for 5456-H116 AI allov. As a result of experiments, optimum condition of friction stir welding is traveling speed of 15mm/min, rotating speed of 500RPM at 6mm diameter probe. Moreover, in the case of friction stir processing, the optimum condition is traveling speed of 15mm/min, rotating speed of 250RPM at full screw probe. As above mentioned, the mechanical characteristics enhanced with the decreasing of traveling speed and the increasing of friction areas because of plastic flow due to high friction heat. These result can be used as reference data for ship repairment.

Sol-gel coatings of $TiO_2$ have been prepared from $TiO_2$ sol and deposited by dip-coating technique on 316L stainless steel sheets in order to study the electrochemical behaviorin corrosive solutions. The influence of the coatings on the chemical corrosion of the substrate has been evaluated by potentiodynamic polarization curves in different aqueous NaCl solution at $25^{\circ}C$.

유도결합형 플라즈마(ICP) 식각장비 챔버 내부에서 플라즈마에서 노출된 실리콘 웨이퍼의 표면 온도변화를 측정하였다. 플라즈마를 방전할 때 식각 공정변수, 예를 들어 Bias power, ICP power 증가에 따른 실리콘 웨이퍼 표면 온도가 증가하는 현상을 관찰할 수 있었으며 이를 바탕으로 식각되는 실리콘의 표면온도와 플라즈마 내 입자거동 간의 관계를 조사하였다.

3차원 반도체 패키징에서 관통전극 Through Silicon Via (TSV)를 형성하기 위하여 이온과 래디컬의 활성도 조절이 가능한 pulsating inductively coupled plasma (ICP) 식각을 수행하였다. 본 식각공정에서는 펄스주파수 ($50{\sim}500Hz$)와 듀티 싸이클 ($20{\sim}99%$)을 조절하여, 플라즈마 내 이온과 래디컬들의 활성도 변화를 발생시켰다. 플라즈마 공정변수에 따라 식각형태가 달라짐을 S.E.M을 이용하여 확인했으며, 이온(SFx+, O+)과 래디컬 ($SF^*$, $F^*$, $O^*$)의 농도 및 활성도 변화를 측정하기 위하여 광학적 기술인 optical emissin spectroscopy와 전기적 특성 측정 기술인 Langmuir probe 시스템을 직접 제작 설치하여 펄스플라즈마를 진단하였다.

자외선 램프를 이용한 살균기는 고전압 방전과 달리 오존의 발생을 최소화 하면서 짧은 시간에 원하는 물체를 살균할 수 있는 장점이 있다. 본 연구에서는 인체의 피부에 직접 접촉하는 티슈들의 포장 상태에서 세균의 밀도를 조사하고 그 결과 살균이 필요한 수준이라는 것을 파악한 다음, 공중 화장실용 공동 티슈 공급기에 적합한 살균기를 설계, 제작하고 그 효과를 세균 배양 실험을 통하여 확인하였다.

For the fabrication of a multilevel resist (MLR) based on a very thin amorphous carbon (a-C) layer an $Si_{3}N_{4}$ hard-mask layer, the selective etching of the $Si_{3}N_{4}$ layer using physical-vapor-deposited (PVD) a-C mask was investigated in a dual-frequency superimposed capacitively coupled plasma etcher by varying the following process parameters in $CH_{2}F_{2}/H_{2}/Ar$ plasmas : HF/LF powr ratio ($P_{HF}/P_{LF}$), and $CH_{2}F_{2}$ and $H_2$ flow rates. It was found that infinitely high etch selectivities of the $Si_{3}N_{4}$ layers to the PVD a-C on both the blanket and patterned wafers could be obtained for certain gas flow conditions. The $H_2$ and $CH_{2}F_{2}$ flow ratio was found to play a critical role in determining the process window for infinite $Si_{3}N_{4}$/PVDa-C etch selectivity, due to the change in the degree of polymerization. Etching of ArF PR/BARC/$SiO_x$/PVDa-C/$Si_{3}N_{4}$ MLR structure supported the possibility of using a very thin PVD a-C layer as an etch-mask layer for the $Si_{3}N_{4}$ layer.

In this study, the deformation and etch characteristics of ArF and EUV photoresists were compared in a dual frequency superimposed capacitively coupled plasma (DFS-CCP) etcher systems using $CF_{4}/O_{2}/Ar$ and $CF_{4}/CHF_{3}/O_{2}/Ar$ mixture gas chemistry which are typically used for BARC open and $Si_{3}N_{4}$ teching chemistry, respectively. Etch rate of the resists tend to increase with low-frequency source power ($P_{LF}$) and high-frequency source ($f_{HF}$). The etch rate of ArF resist was hgither than that of EUV resist.

자구형 오일 로터리 펌프의 정전시 오일 역류를 방지하기 위한 간단한 구조 장치로 역류 방지형 센터링 (anti suck back centering, ASBC)을 개발하고 배기 특성을 평가하기 위하여 소형 배기 시스템 (mini vacuum system)과 개인용 컴퓨터, AD converter (National instrument, NI-6009), 터치 패널 기반의 자동 제어 시스템을 제작하였다. 본 연구에서는 ASBC의 배기 특성을 확인하였고, 배기 특성을 해석하기 위하여 3차원 전산 유체 해석 프로그램인 CFD-ACE+를 사용하여 점성 유동 영역에서 유동장을 해석하였다. 그리고 평활도를 개선한 ASBC의 리크양을 측정 하였다.

탄소나노튜브 (carbon nanotube, CNT)는 우수한 전기적, 화학적, 기계적 성질과 큰 비표면적인 구조적인 특성에 기인하여 전자방출원 수직 소자에서의 interconnection, 에너지 저장 소자에서의 전극재료 및 고감도센서 등 다양한 분야로의 응용이 예상되고 있다 [1]. 본 연구에서는 이러한 응용을 위한 계면제어 측면제어 측면에서, 고전도성을 확보하기 위하여 금속 기판 위에 수직배향 탄소나노튜브(VCNT)를 직접 성장시키고자 하였다.

탄소나노튜브(CNT)는 우수한 기계적, 화학적, 전기적 특성 때문에 전자방출원, 가스저장매체, 약물전달시스템 그리고 전기화학적 소자 등의 응용으로 주목받고 있다 [1-3]. 이러한 응용을 위하여 플라즈마 이온조사법을 이용하여 열화학증기증착법(TCVD)으로 성장된 수직배향 탄소나노튜브(VCNT)의 구조변화를 도모하고, 그 메커니즘을 연구하였다.

본 연구에서 유도결합 플라즈마 식각 장치외 $BCl_3/Ar/Cl_2$ 가스 혼합비를 이용하여 ZnO 박막을 식각 하였을 때, 식각 된 ZnO 박막의 표면 반응에 관하여 관찰하였다. ZnO 박막의 식각 실험 조건은 RF 전력 700 W, 직류바이어스 전압 - 150 V, 공정 압력 15 mTorr로 고정하였고, $Cl_2/(Cl_2+BCl_3+Ar)$ 가스 혼합비를 변경하면서 식각 실험을 수행하였다. $Cl_2$ 가스가 3 sccm 일 때, ZnO 박막의 식각속도는 53 nm/min으로 가장 높았으며, 이때 ZnO 박막에 대한 $SiO_2$의 선택비는 0.89 이었다. 식각된 ZnO 박막의 표면은 XRD (X-ray diffraction)와 AFM(atomic force microscopy)를 이용하여 결정상의 변화와 표면의 거칠기를 분석하였다. AFM 분석 결과에서 Ar, $BCl_3$와 $Cl_2$ 플라즈마를 이용하여 식각된 시료의 표면 거칠기 근 값이 식각전의 시료나 $BCl_3/Ar/Cl_2$ 플라즈마로 식각된 시료보다 큰 것을 확인하였다. 이는 식각된 시료에서의 Zn 양의 감소나 비휘발성 식각 잔류물에 의한 영향으로 판단된다. SIMS(secondary ion mass spectrometery) 분석을 통해 검증 하였다.

본 논문에서는 As-doped ZnO 박막의 플라즈마 식각 특성 및 메커니즘에 관하여 실험을 수행하였다. p-type과 n-type ZnO 박막의 실험은 유도 결합 플라즈마 식각 장비(inductively coupled plasma; ICP)를 이용하였고, $CH_4/Ar$ 플라즈마의 가스의 비, RF 전력, DC 바이어스 전압과 공정 압력에 대한 식각 속도의 변화를 관찰 하였다.

고밀도 유도 결합 플라즈마를 이용한 연료 전기 분리판용 질화 장치를 플라즈마를 모사할 수 있는 3차원 전산 유체 역학 프로그램인 CFD-ACE+를 이용하여 해석하였따. 내장형 안테나 타입의 유도 결합 플라즈마의 전자 온도, 밀도 균일성, 가스 유동, 얇은 기판이 촘촘히 적재 되었을 경우의 플라즈마 특성을 모사하였다.

본 연구는 윤활첨가제에 의한 반도체재료 가공용 다이아몬드 마이크로 블레이드의 절삭성능 향상과 수면연장을 위한 기술개발을 목표로 한다. 마이크로 블레이드와 피 절삭재 사이의 마찰특성의 향상, 그로인한 절삭성능의 향상 등에 미치는 윤활제의 종류와 그 효과를 규명하기 위하여 Cu/Sn계열 다이아몬드 마이크로 블레이드용 결합제에 흑연과 $MoS_2$를 통일한 부피분율로 첨가한 시편을 만들고, 기계적 특성평가와 순간전력소모로 평가하는 절삭성능시험, 블레이드의 마모량 측정을 통한 내구성 실험을 행하였다. 그 결과 기계적 특성과 밀접한 내마모성에 기인한 수명의 관점에서 $MoS_2$를 첨가한 경우가 흑연을 첨가한 경우보다 더 효과적으로 나타났다. 절삭할 때 필요한 순간전력소모로 평가한 절삭성능 평가에서는 동일한 부피분율의 윤활제가 첨가된 경우 차이는 비교적 미미하였다.