KR102594928B1 - 다이아몬드상 탄소 박막 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

탄소화합물 가스 및 유기규소화합물 가스를 이용하여 복수의 박막층을 형성하는 다이아몬드상 탄소 박막 및 그 제조 방법이 개시된다. 일 실시예에 따른 다이아몬드상 탄소 박막 제조 방법은 탄소화합물 가스 및 유기규소화합물 가스를 주입하여 대상체 상에 표면저항제어층을 증착하는 단계; 및 탄소화합물 가스를 주입하여 표면저항제어층 상에 코팅층을 증착하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

다이아몬드상 탄소 박막 및 그 제조 방법{Diamond-like carbon thin film and its manufacturing method}
다이아몬드상 탄소(Diamond-like Carbon; DLC) 박막에 대한 기술로서 특히, 탄소화합물 가스 및 유기규소화합물 가스를 이용하여 복수의 박막층을 형성하는 다이아몬드상 탄소 박막 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
반도체 공정 중 기판을 이송하는 부품이나 각종 소자용 포장 케이스의 경우 정전기에 의한 손상을 방지할 필요가 있다. 특히 반도체 소자 공정은 웨이퍼와 같은 공정 대상물을 고정하기 위한 정전척을 사용하며, 정전척은 전극의 표면 저항에 따라 성능에 영향을 받는다. 또한 PCB에 각종 소자를 장착하는 표면실장기술(Surface Mounting Technology; SMT)에서도 정전기 방지 및 통전에 의한 소자의 손상을 방직하기 위하여 Pick and Place 부품 등이 일정한 저항을 가질 필요가 있다. 한편, 고분자나 플라스틱 소재를 IC칩 등 전자기기 소자용 포장 케이스로 이용할 경우 전도율이 너무 높아 저항이 작아지면 소자들의 단락이 발생할 수 있고, 전도율이 너무 낮아 저항이 커질 경우에는 정전기에 의한 소자의 손상이 발생할 수 있는 바, 표면의 전도율을 적정한 수준으로 설정하여야 한다.
이러한 문제점을 해결하기 위한 일 수단으로, 기판에 다이아몬드상 탄소 박막을 형성하여 기판의 표면 저항을 조절하는 방식을 이용할 수 있다. 다이아몬드상 탄소 박막은 공정 조건에 따라 금속에 가까운 저항값을 가지거나, 부도체에 가까운 저항값을 가질 수 있다.
탄소화합물 가스 및 유기규소화합물 가스를 이용하여 복수의 박막층을 형성하는 다이아몬드상 탄소 박막 및 그 제조 방법을 제공하는데 목적이 있다.
일 양상에 따르면, 다이아몬드상 탄소 박막 제조 방법은 탄소화합물 가스 및 유기규소화합물 가스를 주입하여 대상체 상에 표면저항제어층을 증착하는 단계; 및 탄소화합물 가스를 주입하여 상기 표면저항제어층 상에 코팅층을 증착하는 단계;를 포함하고, 상기 다이아몬드상 탄소 박막의 표면 저항과 코팅 안정성을 조절하기 위해 상기 표면저항제어층 및 상기 코팅층의 두께비는 3:1 ~ 1:3이고, 상기 탄소화합물은 벤젠이며, 상기 유기규소화합물은 헥사메틸디실록산(Hexamethyldisiloxane, HMDSO)이고, 상기 다이아몬드상 탄소 박막의 제조 방법은, 헥사메틸디실록산 가스를 주입하여 기재 상에 계면층을 증착하는 단계를 더 포함하며, 상기 대상체는 상기 기재 상에 계면층이 증착된 것이고, 상기 다이아몬드상 탄소 박막의 표면 저항은 5*105 ~ 1*109 ohm/sq이다.
표면저항제어층을 증착하는데 이용되는 탄소화합물 가스 및 유기규소화합물 가스의 혼합비는 1:1 ~ 1:3일 수 있다.
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일 양상에 따르면, 다이아몬드상 탄소 박막은 탄소화합물 가스 및 유기규소화합물 가스가 대상체 상에 증착되어 형성된 표면저항제어층; 및 상기 표면저항제어층 상에 탄소화합물 가스가 증착되어 형성된 코팅층을 포함하고, 상기 다이아몬드상 탄소 박막의 표면 저항과 코팅 안정성을 조절하기 위해 상기 표면저항제어층 및 상기 코팅층의 두께비는 3:1 ~ 1:3이고, 상기 탄소화합물은 벤젠이며, 상기 유기규소화합물은 헥사메틸디실록산(Hexamethyldisiloxane, HMDSO)이고, 상기 대상체는 기재 및 헥사메틸디실록산 가스가 이온 소스법으로 상기 기재에 증착되어 형성된 계면층을 포함하고, 상기 다이아몬드상 탄소 박막의 표면 저항은 5*105 ~ 1*109 ohm/sq이다.
일 실시예에 따른 다이아몬드상 탄소 박막은 복수의 박막층의 두께비를 제어하여 표면 저항 및 코팅 안정성을 조절할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 다이아몬드상 탄소 박막 제조 방법을 도시한 흐름도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 다이아몬드상 탄소 박막 장치의 구성도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 다이아몬드상 탄소 박막의 단면도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 제3도는 다이아몬드상 탄소 박막 코팅 후 코팅층의 미세 조직을 주사전자현미경으로 분석한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 상세하게 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하, 다이아몬드상 탄소 박막 및 그 방법의 실시예들을 도면들을 참고하여 자세히 설명한다.
일 실시예에 따르면, 다이아몬드상 탄소 박막은 탄소를 함유한 가스를 분해 및 이온화하여 증착하는 이온 소스 방식으로 제조될 수 있다. 일 예에 따른 다이아몬드상 탄소 박막은 탄소가 함유된 가스와 실리콘 및 산소가 함유된 가스를 동시에 주입하여 형성되는 층과 탄소가 함유된 가스만으로 이루어지는 층이 포함되는 2층 이상의 층으로 구성될 수 있으며, 주입되는 가스의 양 또는 비율 및 형성되는 층의 두께 또는 두께비를 조절하여 표면 저항 제어가 가능하다.
도 1은 일 실시예에 따른 다이아몬드상 탄소 박막 제조 방법을 도시한 흐름도이다.
일 실시예에 따르면, 다이아몬드상 탄소(Diamond-like Carbon; DLC) 박막의 제조 방법은 탄소화합물 가스 및 유기규소화합물 가스를 주입하여 대상체 상에 표면저항제어층을 증착하는 단계(120)를 포함할 수 있다.
일 예에 따르면, 대상체는 금속 또는 고분자 화합물일 수 있으며, 나아가 금속 또는 고분자 화합물에 소정의 물질이 코팅된 것일 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것이 아니며, 대상체는 표면저항제어층이 형성될 수 있는 모든 대상이 될 수 있다.
박막 코팅은 원 재료가 가지고 있지 않은 부가 기능을 부여하거나 경도 등을 증가시켜 재료 표면을 보호하는 용도로 이용된다. 다이아몬드상 탄소 박막은 탄소 또는 탄소와 수소로 이루어진 박막의 일종으로 주로 비정질 형태로 형성된다. 다이아몬드상 탄소 박막은 비정질 탄소 박막 중 물리적, 화학적으로 안정하고 기계적 특성이 우수하여 산업적으로 많이 이용되고 있다. 다이아몬드상 탄소 박막은 높은 경도와 낮은 마찰계수로 인해 가공이나 윤활이 필요한 분야에 널리 이용되고 있다. 또한 다이아몬드상 탄소 박막은 우수한 생체적합성과 낮은 표면 거칠기 특성이 필요한 다양한 응용 제품에 적용되고 있다. 다이아몬드상 탄소 박막은 제조 공정에 따라 광학적인 특성 및 전기적 특성을 다양하게 변화시킬 수 있다.
다이아몬드상 탄소 박막은 물리증착(Physical Vapor Deposition; PVD) 또는 화학증착(Chemical Vapor Deposition; CVD) 공정으로 형성될 수 있다. 이러한 공정으로 제조되는 탄소 박막은 수소의 함량이나 이온 에너지 등에 따라 폴리머, 흑연 또는 다이아몬드 등의 다양한 형태로 형성되며, 형태에 따라 박막의 물리적, 화학적 특성이 달라질 수 있다.
다이아몬드상 탄소 박막은 플라즈마 화학증착, 이온 소스 방식, 스퍼터링, 또는 아크증착 등의 방식으로 형성될 수 있다.
일 예로, 플라즈마 화학증착은 진공 용기에 메탄이나 아세틸렌 등 탄소를 함유한 가스를 주입하고 기판에 전원을 인가하여 플라즈마를 발생시키며, 이온화된 메탄이나 아세틸렌 가스를 기판에 증착하여 박막을 형성하는 방식이다. 이때, 탄소를 함유한 가스는 탄소화합물 가스일 수 있다.
일 예로, 이온 소스 방식은 탄소를 함유한 가스를 이온 소스로 분해한 후 기판에 고전압을 인가하여 이온화된 탄소 함유 가스를 기판으로 가속시켜 박막을 증착하거나, 또는 이온 소스에 고전압을 인가하여 이온화된 탄소 함유 가스를 가속시켜 증착시키는 방법이다.
일 실시예에 따르면, 탄소화합물 가스 및 유기규소화합물 가스는 이온 소스(ion source)법으로 대상체 상에 증착하여 표면저항제어층을 형성할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 이온 소스법은 도 2의 다이아몬드상 탄소 박막 장치를 이용하는 것일 수 있다.
일 예에 따르면, 다이아몬드상 탄소 박막 장치(200)는 진공용기(201) 내 홀더(202), 기재(203), 기재(203)의 회전을 위한 기재 회전 장치(204), 기재 가열을 위한 히터(205), 진공측정을 위한 진공게이지(206), DLC 코팅을 위한 이온 소스(207)중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 기재 회전 장치(204)는 회전 속도 제어 장치(221)에 의해 회전속도가 제어될 수 있으며, 히터(205)의 온도는 온도 제어 장치(222)를 통해 제어가 이루어질 수 있다. 기재 홀더(202)에는 기재에 바이어스 전압 인가를 위한 기재 바이어스 전원(223)이 연결될 수 있다. 이온 소스(207)는 이온빔 발생용 양극(271)과 필라멘트(272) 그리고 빔 집속 장치(273)로 구성되며, 탄소화합물 가스 등 공정 가스 주입을 위한 주입구(274)가 부착될 수 있다.
일 예로, 다이아몬드상 탄소 박막 장치(200)를 이용하여 표면저항제어층을 형성하기 위하여 탄소화합물 가스 및 유기규소화합물 가스를 이온 소스(207)에 주입한 후, 이온 소스(207)내 양극(271)과 필라멘트(272)에 각각 소정 전압을 인가하여 탄소화합물 가스 및 유기규소화합물 가스를 이온화하여 플라즈마를 발생시킬 수 있다. 이후, 대상체가 결합된 홀더(202)를 회전시키면서 홀더(202)에 펄스 전원을 인가하여 대상체에 표면저항제어층을 형성할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 탄소화합물 가스 및 유기규소화합물 가스의 혼합비는 1:1 ~ 1:3일 수 있다. 일 예로, 탄소화합물 가스 및 유기규소화합물 가스의 혼합비는 1:2일 수 있다. 예를 들어, 탄소화합물 가스 및 유기규소화합물 가스는 각각 10 SCCM 및 20 SCCM이 주입될 수 있다.
일 예에 따르면, 양극(271)과 필라멘트(272)에 인가되는 전압은 각각 50V 및 18V일 수 있으며, 홀더(202)에 인가되는 펄스 전압의 전압은 2kV, 전류는 100mA, 주파수는 1.5kHz, 듀티(duty)는 50%일 수 있다.
일 예에 따르면, 표면저항제어층의 두께는 증착 시간에 기초하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 증착 시간은 120min일 수 있으며, 이때 표면저항제어층의 두께는 2.0mm일 수 있다.
그러나, 표면저항제어층을 형성하기 위한 설정 조건은 위의 실시예에 한정되는 것이 아니며 필요한 표면 저항 또는 두께에 따라 조절될 수 있다.
도 3및 도 4를 참조하면, 소정의 대상체 상에 표면저항제어층(320)이 형성된 것을 확인할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 다이아몬드상 탄소 박막의 제조 방법은 탄소화합물 가스를 주입하여 표면저항제어층 상에 코팅층을 증착하는 단계(130)를 포함할 수 있다. 다시 말해, 코팅층은 표면저항제어층과 달리 유기규소화합물을 제외한 탄소화합물 가스만을 이용하여 형성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 코팅층은 다이아몬드상 탄소 박막 장치(200)를 이용하여 형성될 수 있다. 이를 위하여 탄소화합물 가스를 이온 소스(207)에 주입한 후, 이온 소스(207)내 양극(271)과 필라멘트(272)에 각각 소정 전압을 인가함으로써 탄소화합물 가스를 이온화하여 플라즈마를 발생시킬 수 있다. 이후, 대상체가 결합된 홀더(202)를 회전시키면서 홀더(202)에 펄스 전원을 인가하여 대상체에 코팅층을 형성할 수 있다.
일 예에 따르면, 양극(271)과 필라멘트(272)에 인가되는 전압은 각각 50V 및 18V일 수 있으며, 홀더(202)에 인가되는 펄스 전압의 전압은 2kV, 전류는 100mA, 주파수는 1.5kHz, 듀티(duty)는 50%일 수 있다.
일 예에 따르면, 코팅층의 두께는 주입되는 가스량 및 증착 시간에 기초하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 탄소화합물 가스는 20 SCCM이 주입될 수 있으며, 증착 시간은 60min일 수 있다.
그러나, 코팅층을 형성하기 위한 설정 조건은 위의 실시예에 한정되는 것이 아니며 필요한 표면 저항 또는 두께에 따라 조절될 수 있다.
도 3및 도 4를 참조하면, 소정의 대상체 상에 코팅층(330)이 형성된 것을 확인할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 표면저항제어층 및 코팅층의 두께비는 3:1 ~ 1:3일 수 있다. 예를 들어, 표면저항제어층 및 코팅층의 두께비는 요구되는 표면 저항값에 따라 결정될 수 있다.
일 예로, 다이아몬드상 탄소 박막의 표면 저항은 5*105 ~ 1*109 ohm/sq일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 탄소화합물은 탄소(C) 원자가 수소(H), 산소(O), 질소(N), 황(S), 할로젠(F, Cl, Br, I) 등의 원자와 결합하여 만들어진 모든 화합물 중 어느 하나일 수 있다. 일 예로, 탄소화합물은 벤젠일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 유기규소화합물은 탄소-실리콘 결합을 함유하는 유기 화합물일 수 있다.
예를 들어, 유기규소화합물은 헥사메틸디실록산(Hexamethyldisiloxane, HMDSO)일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 다이아몬드상 탄소 박막의 제조 방법은 유기규소화합물 가스를 주입하여 기재 상에 계면층을 증착하는 단계(110)를 더 포함할 수 있다. 이때, 대상체는 기재 상에 계면층이 증착된 것일 수 있다.
일 예를 들어, 계면층은 다이아몬드상 탄소 박막 장치(200)를 이용하여 형성될 수 있다. 이를 위하여 유기규소화합물 가스를 이온 소스(207)에 주입한 후, 이온 소스(207)내 양극(271)과 필라멘트(272)에 각각 소정 전압을 인가함으로써 유기규소화합물 가스를 이온화하여 플라즈마를 발생시킬 수 있다. 이후, 기재가 결합된 홀더(202)를 회전시키면서 홀더(202)에 펄스 전원을 인가하여 기재에 계면층을 형성할 수 있다.
일 예에 따르면, 양극(271)과 필라멘트(272)에 인가되는 전압은 각각 50V 및 18V일 수 있으며, 홀더(202)에 인가되는 펄스 전압의 전압은 2kV, 전류는 100mA, 주파수는 1.5kHz, 듀티(duty)는 50%일 수 있다.
일 예에 따르면, 코팅층의 두께는 주입되는 가스량 및 증착 시간에 기초하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 탄소화합물 가스는 15 SCCM이 주입될 수 있으며, 증착 시간은 20min일 수 있다.
도 3및 도 4를 참조하면, 소정의 기재(203) 상에 계면층(310)이 형성된 것을 확인할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 계면층을 형성하기 전 기재의 표면에 청정을 실시할 수 있다. 예를 들어, 기재 표면에 청정을 실시하기 위하여 다이아몬드상 탄소 박막 장치(200)의 진공용기(201)를 1 x 10-5 Torr까지 배기한 후 기재(203) 표면의 청정을 위한 아르곤 가스를 30 SCCM 주입하여 진공도가 2 x 10-3 Torr가 되도록 조절하며, 이온 소스(207) 내 양극(271)과 필라멘트(272)에 각각 45V와 18V의 전압을 인가하고 빔 집속장치(273)에 70V의 양의 전압을 인가하여 이온빔 내에서 발생된 플라즈마 중 양으로 전리된 가스들을 기재쪽으로 집속하도록 조절할 수 있다. 이후, 기재 홀더(202)를 5 RPM으로 회전시키면서 30min 동안 기재 홀더(202)에 펄스 전압과 전류를 각각 3kV, 150mA 인가하여 기재(203) 표면에 청정을 실시할 수 있다. 그러나, 표면 청정 위한 설정 조건은 위의 실시예에 한정되는 것이 아니며 필요한 청정 정도에 따라 조절될 수 있다.
아래에서는 표면저항제어층 및 코팅층의 두께에 따른 표면 저항, 색상 및 코팅 안정도를 비교한 실험예이다.
일 예로, 표면 저항은 2점식 저항측정기를 이용하여 측정할 수 있다. 다이아몬드상 탄소 박막 코팅 시편의 저항은 미국표준협회(American National Standards Institute)에서 인증한 ESD STM11.13 규격에 따라 100V의 전압을 인가하여 측정하였다. 이 규격은 "ESD Association Standard Test Method for the Protection of Electrostatic Discharge Susceptible Items - Two-Point Resistance Measurement"라는 제목으로 제정되어 있으며 정전기에 민감한 제품의 손상을 방지하기 위한 적절한 표면 저항 유지를 목적으로 하고 있다. 이 규격은 측정물 표면의 두 지점 사이의 저항을 측정하는 방법에 대한 규격을 정한 것으로 저항값이 104 ~ 1012 Ω(ohms)의 범위에 있을 때 적합한 방법이다.
일 예로, 다이아몬드상 탄소 박막이 코팅된 시편의 표면의 색상을 육안 관찰을 기준으로 비교하였다.
일 예로, 다이아몬드상 탄소 박막 코팅의 안정성은 로크웰 압입 시험(Rockwell Indentation Test)을 통해 평가할 수 있다. 로크웰 압입 시험은 독일의 "The Association of German Engineers (VDI)"에서 정한 규격으로 Rockwell C indenter를 이용하여 150kg의 부하를 코팅층에 인가하여 다이아몬드 콘 형상을 만든 후, 현미경으로 관찰하여 6가지 등급 즉, HF1~HF6로 구분하여 코팅층의 불량 여부를 판정하는 것이다. 이 규격은 1991년에 정해진 VDI guidelines 319를 따르며, 현미경의 배율은 통상 100배를 기준으로 한다.
위의 방법으로 측정한 실험 결과는 다음과 같다.
일 예로 비교예 1과 실시예 1 내지 3을 비교하는 경우, 코팅층의 두께가 얇아질수록 코딩 안정성은 나빠지는 반면, 표면 저항은 표면저항제어층이 증가함에 따라 증가하는 것을 알 수 있다.
일 예로, 비교예 2와 실시예 1 내지 3을 비교하는 경우, 표면저항제어층의 두께가 얇아질수록 표면 저항이 감소하며, 상대적으로 코팅층의 두께가 증가하면서 코팅 안정성이 증가하는 것을 알 수 있다.
이에 따라, 제조하고자 하는 제품의 필요 조건에 따라 표면저항제어층 및 코팅층의 두께 또는 두께비를 제어하는 경우, 표면 저항 및 코팅 안정성을 조절할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 다이아몬드상 탄소 박막은 탄소화합물 가스 및 유기규소화합물 가스가 대상체 상에 증착되어 형성된 표면저항제어층(320) 및 표면저항제어층(320) 상에 탄소화합물 가스가 증착되어 형성된 코팅층(330)을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 다이아몬드상 탄소 박막은 유기규소화합물 가스가 이온 소스법으로 기재에 증착되어 형성된 계면층(310)을 더 포함할 수 있다.
이하, 다이아몬드상 탄소 박막에 대한 설명 중 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명한 내용과 중복되는 부분은 생략한다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시 예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 전술한 실시 예에 한정되지 않고 특허 청구범위에 기재된 내용과 동등한 범위 내에 있는 다양한 실시 형태가 포함되도록 해석되어야 할 것이다.
200: 다이아몬드상 탄소 박막 장치
201: 진공용기 202: 홀더 203: 기재
204: 기재 회전 장치 205: 히터 206: 진공게이지
207: 이온 소스 221: 회전 속도 제어 장치
222: 온도 제어 장치 223: 기재 바이어스 전원
271: 양극 272: 필라멘트
273: 빔 집속 장치 274: 주입구
310: 계면층 320:표면저항제어층
330: 코팅층

Claims (12)

  1. 다이아몬드상 탄소(Diamond-like Carbon; DLC) 박막의 제조 방법에 있어서,
    탄소화합물 가스 및 유기규소화합물 가스를 주입하여 대상체 상에 표면저항제어층을 증착하는 단계; 및
    탄소화합물 가스를 주입하여 상기 표면저항제어층 상에 코팅층을 증착하는 단계;를 포함하고,
    상기 다이아몬드상 탄소 박막의 표면 저항과 코팅 안정성을 조절하기 위해 상기 표면저항제어층 및 상기 코팅층의 두께비는 3:1 ~ 1:3이고,
    상기 탄소화합물은 벤젠이며,
    상기 유기규소화합물은 헥사메틸디실록산(Hexamethyldisiloxane, HMDSO)이고,
    상기 다이아몬드상 탄소 박막의 제조 방법은,
    헥사메틸디실록산 가스를 주입하여 기재 상에 계면층을 증착하는 단계를 더 포함하며,
    상기 대상체는 상기 기재 상에 계면층이 증착된 것이고,
    상기 다이아몬드상 탄소 박막의 표면 저항은 5*105 ~ 1*109 ohm/sq인,
    다이아몬드상 탄소 박막 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 표면저항제어층을 증착하는데 이용되는 상기 탄소화합물 가스 및 상기 유기규소화합물 가스의 혼합비는 1:1 ~ 1:3인, 다이아몬드상 탄소 박막 제조 방법.
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  7. 다이아몬드상 탄소 박막으로서,
    탄소화합물 가스 및 유기규소화합물 가스가 대상체 상에 증착되어 형성된 표면저항제어층; 및
    상기 표면저항제어층 상에 탄소화합물 가스가 증착되어 형성된 코팅층을 포함하고,
    상기 다이아몬드상 탄소 박막의 표면 저항과 코팅 안정성을 조절하기 위해 상기 표면저항제어층 및 상기 코팅층의 두께비는 3:1 ~ 1:3이고,
    상기 탄소화합물은 벤젠이며,
    상기 유기규소화합물은 헥사메틸디실록산(Hexamethyldisiloxane, HMDSO)이고,
    상기 대상체는
    기재 및 헥사메틸디실록산 가스가 이온 소스법으로 상기 기재에 증착되어 형성된 계면층을 포함하고,
    상기 다이아몬드상 탄소 박막의 표면 저항은 5*105 ~ 1*109 ohm/sq인,
    다이아몬드상 탄소 박막.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 표면저항제어층을 증착하는데 이용되는 상기 탄소화합물 가스 및 상기 유기규소화합물 가스의 혼합비는 1:1 ~ 1:3인, 다이아몬드상 탄소 박막.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000144426A (ja) * 1998-11-17 2000-05-26 Kawasaki Heavy Ind Ltd 高硬度高密着性dlc膜の成膜方法
JP2000256850A (ja) * 1999-03-04 2000-09-19 Riken Corp ダイヤモンドライクカーボン薄膜及びその製造方法
JP2003526010A (ja) * 2000-03-05 2003-09-02 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー ダイヤモンド状ガラス薄膜

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000144426A (ja) * 1998-11-17 2000-05-26 Kawasaki Heavy Ind Ltd 高硬度高密着性dlc膜の成膜方法
JP2000256850A (ja) * 1999-03-04 2000-09-19 Riken Corp ダイヤモンドライクカーボン薄膜及びその製造方法
JP2003526010A (ja) * 2000-03-05 2003-09-02 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー ダイヤモンド状ガラス薄膜

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