[공학] TIN 박막의 기계적 특성향상 연구

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소개글
[공학] TIN 박막의 기계적 특성향상 연구에 대한 자료입니다.
목차

1. 서론

2. 사용 기구

3. 논문 고찰

4. 설계

5. 경제적 효과

6. 참고문헌
본문내용
2. 사용 기구


이번 설계에서는 TEM, SEM, XRD, AFM과 같은 분석기기들을 사용하였다. 먼저 TEM (transmission electron microscope)의 경우,
전자현미경에서의 광원은 높은 진공 상태(1x10-4 이상)에서 고속으로 가속되는 전자선이다. 전자선이 표본을 투과하여 일련의 전기자기장 electromagnetic field 또는 정전기장 electrostatic field을 거쳐 형광판이나 사진필름에 초점을 맞추어 투사된다. 전자현미경의 확대율과 해상력이 뛰어난 장점을 이용하여 TIN의 결정구조를 관찰하였다.
두 번째로 SEM (scanning electron microscope)의 경우, 전자가 표본을 통과하는 것이 아니라 초점이 잘 맞추어진 전자선 electron beam을 표본의 표면에 주사한다. 주사된 전자선이 표본의 한 점에 집중되면 일차전자만 굴절되고 표면에서 발생된 이차전자는 검파기 detector에 의해 수집된다. 그 결과 생긴 신호들이 여러 점으로부터 모여들어 음극선관에 상을 형성하게 한다. 따라서 주사전자현미경을 이용해 TIN박의 단면을 관찰하여 TIN특성을 파악하였다.
세 번째로 XRD(X-ray diffraction)의 경우, 회절에 필요한 조건을 Bragg`s Law(2dsinθ=nλ)으로 나타내어 X-ray 회절 현상을 이용하여 시료의 정성분석을 하게 되는데 XRD를 통해 결정립 성장 및 크기를 분석하여 고정 공정변수인 바이어스 전압을 결정하였다.
네 번째로 AFM의 경우, 미세한 탐침으로 시료 표면을 스캐닝 하여 원자 또는 나노 수준의 표면 정보를 얻을 수 있는 분석 장비이다. 이번 설계에서 AFM을 통해 TiN박막의 표면 형상을 관찰하였다.
또한 TiN 박막의 충진률 향상을 알아보기 위해 동전위 분극실험을 통해 부식전류 밀도와 기공률을 구하여 확인하였다.

3. 논문 고찰


TiN 박막 증착 방법으로 마그네트론 스퍼터링 법을 사용하였다. 우수한 기계적 특성, 내식성과 내마모성을 갖는 TiN 코팅은 주로 CVD법에 의존하였으나 반응가스에 의한 오염과 600도 이상의 고온처리에 따른 모재의 변형등의 문제로 현재 마그네트론 스퍼터링법을 주로 사용한다. 따라서 이번 설계에서도 TiN박막 증착에 마그네트론 스퍼터링법을 사용하였다. 실험 변수로는 Bias 전압, N2가스의 농도, 장치적 개선 이 세가지를 선정하였다. 먼저 장치적 개선으로는 TiN 박막의 특성향상을 위해 2개의 그리드를 부착한 마그네트론 스퍼터링법을 선택하였다.
참고문헌
6. 참고문헌

1. N. M. G. Ahmed, Ion plating technology, John Wiley & Sons Ltd,, UK, (1987) 127
2. W. KIM. 부식과 방식 제 4권 제 2호, 공구강 위에 코팅된 TIN 박막에서 결정조직이 내 식성에 미치는 영향,(2005),P64-70
3. 장정환 外 4명 「TiN과 TiCN 코팅층의 마찰, 마모 특성에 관한 연구 한국공구 협회 2009 p33~36
4. 김선태 「기기분석지침 」 광일 문학사 (1994)
5. 이민구 「Reactive Magnetron Sputter Ion Plating법으로 증착된 TiN 박막의 증착 특성과 침식 특성에 관한 연구」 한국과학기술원 (1998)
6. 이중근 外 「 고 기능성 세라믹스 기술개발전략」 한국과학기술연구원 (1995)
7. 김현후 外 8명 「 Triode magnetron sputtering의 제작 및 특성평가 」 한국전기전재재료학회 (2003)
8. 한국 기계 연구원 재료 기술 연구소 (금속의 표면경화 기술현황, 2004)
9.(주)동해플라즈마-TIN 코팅 조건
10. 김영직교수님 융체제어공학 수업자료(2010)
11.