저압 고밀도 플라즈마 공정에 의한 나노 결정 다이아몬드 코팅(Nano crystal diamond coating by low pressure and high density plasma processing)

전문가 제언

□ 탄소원자 결합으로 되는 다이아몬드는 고경도성과 저 마모계수 및 내마모성을 가지고 있다. 다이아몬드 박막을 금속, 세라믹, 반도체 등에 코팅하여 이들의 우수한 특성이 생기게 하는 코팅재료나 전자 디바이스, 전자방출재료, 냉음극재료, 경질 저마모 코팅재료 등에 응용되고 있다. 지금까지의 다이아몬드 성막(成膜)은 주로 열 필라멘트(filament)법과 마이크로파 플라스마 CVD로 만들어 왔다. 이 결정입경은 ㎛단위로 표면 요철(凹凸)이 크기 때문에 마찰계수가 커지고 우수한 트라이볼러지(tribology)특성이 얻어지지 않았다.

□ 나노결정 다이아몬드합성에는 마이크로 파 플라스마 CVD가 일반적으로 이용되고 있다. 보통 다결정 다이아몬드를 합성하는 경우보다도 높은 CH4 농도에서 합성하는 방법과 H2대신 Ar등의 희석 가스 플라스마 중에서 성장시키는 방법이 있다. 어느 방법이든 합성시킨 나노결정 다이아몬드는 결정자형(結晶自形)을 갖지 않은 입경 수 nm부터 수십 nm의 미결정체(微結晶體)이다.

□ 지금까지의 인조 다이아몬드는 1500℃이상의 온도와 50Kbar이상의 고압에서 생산하고 주로 가공용 공구, 즉 고속 정밀절삭 및 연마 등에 사용되어 왔으나 앞에서 설명한 것과 같이 그 용도가 다양해지고 있다. 특히 반도체에서 기존 재료인 실리콘이나 구리로는 도저히 감당 할 수 없는 용량을 만드는 데에는 다이아몬드가 아니면 안 되는 것으로 판명되어 선진 외국에서는 이 분야에 많은 연구를 하고 있는 실정이다.

□ 필자는 일본은 이 분야에 관심이 구미만큼 높지 않고, 연구인원, 발표논문 건수도 그다지 증가하고 있지 않는 실정이라고 말하고 있으나, 일본의 몇 회사는 이미 2003년에 앞으로 5년 후 2008년에는 다이아몬드 반도체를 개발한다고 하였다. 다이아몬드는 장식용이나 가공용을 떠나서 통신, 무기, 우주용 재료로도 쓰일 수 있다는 점을 감안 하여 이 분야에는 전기전자 관련기업이 많은 연구개발을 하여 선진 대열에서 뒤지지 않도록 해야 한다고 생각된다.

저자

OKADA Katsuyuki ; ISHIGAKI Takamasa

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

재료

연도

2005

권(호)

75(3)

잡지명

금속(A112)

과학기술
표준분류

재료

페이지

201~205

분석자

이*식

분석물

• 저압 고밀도 플라즈마 공정에 의한 나노 결정 다이아몬드 코팅.pdf [190,234 byte]

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