KR20180083195A - 비정질 합금 타켓 및 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
비정질 합금 타켓 및 제조 방법과 관련된 다양한 실시예들이 기술된 바, 한 실시예에 따르면, 비정질 합금 타켓는, 비정질 형성능을 가지고, 복수의 금속 원소를 포함하는 합금으로서, 상기 합금은 Al; Ni 및 Co 포함하거나 Ni 및 Co 중에서 선택되는 적어도 하나의 금속 원소; Y, Tb, Zr, Ta, W, La, Sm, Sc, Ge 중에서 선택되는 적어도 하나의 금속 원소를 포함하여 이루어질 수 있으며, 이외에도 다양한 다른 실시예들이 가능하다.
Description
본 발명의 다양한 실시예들은 비정질 형성능을 가지지고, 복수의 금속 원소를 포함하는 비정질 합금 타켓 및 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 금속은 상온에서 결정구조를 가지며 미세 결정의 집합체라 할 수 있다. 이러한 결정 금속들은 가열하여 액체상태로 만든후 급랭하면 고체화할 때 원자들이 규칙적인 배열을 하지 못하고 무질서한 배열을 보이게 된다. 이러한 상태를 비정질(amorphous)이라 한다. 이러한 결정 금속은 비정질 합금이라고도 한다. 이러한 비정질 금속은 스퍼터링을 이용하여 비정질상 박막 혹은 비정질상을 포함하는 복합박막을 제조할 경우, 비정질로 이루어진 타켓을 이용할 수 있다. 이러한 비정질 타켓은 비정질 형성능이 높은 다원계 금속합금으로 이루어 질 수 있으며, 이러한 비정질 타켓으로부터 이탈된 이종의 금속 원소들은 모재(예컨데, 전자 장치의 외장 케이스등) 표면위에 비정질상을 가지는 합금 박막을 형성할 수 있다.
이러한 비정질 타켓은 스퍼터링 과정에서 이온의 충돌로 인해 온도가 증가되며, 이러한 온도증가로 인해 타켓의 표면 근처의 조직이 변화될 수 있다. 예를 들면, 열적으로 불안정한 비정질상의 특성상, 타켓의 온도가 증가될 경우 타켓 표면에서 국부적인 결정화가 진행될 수 있고, 이러한 국부적인 결정화는 타켓의 취성을 증가시켜 스퍼터링 공정 중에 타켓이 쉽게 파괴되는 결과를 초래할 수 있다.
결국, 스퍼터링 공정중에 이러한 파괴가 일어나지 않는 안정적인 타켓 확보를 요구하고 있다.
따라서, 본 발명의 다양한 실시예들에서는 비정질 형성능을 갖는 고경도 비정질 합금 타켓 및 제조방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 비정질 합금 타켓은, 비정질 형성능을 가지고, 복수의 금속 원소를 포함하는 합금으로서, 상기 합금은 Al; Ni 및 Co 포함하거나 Ni 및 Co 중에서 선택되는 적어도 하나의 금속 원소; Y, Tb, Zr, Ta, W, La, Sm, Sc, Ge 중에서 선택되는 적어도 하나의 금속 원소를 포함하여 이루어질 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 비정질 합금 타켓은, 비정질 형성능을 가지고, 복수의 금속 원소를 포함하는 합금으로서, 상기 합금은 Al; Ni 및 Co 포함하거나 Ni 및 Co 중에서 선택되는 적어도 하나의 금속 원소; Y, Tb, Zr, Ta, W, La, Sm, Sc, Ge 중에서 선택되는 적어도 하나의 금속 원소를 포함하여 이루어지고, 상기 Al는 80원자% 내지 92원자% 이고, 상기 Ni은 2원자% 내지 10원자% 이며, 상기 Co는 2원자% 내지 10원자%이고, Y, Tb, Zr, Ta, W, La, Sm, Sc, Ge 중에서 선택된 금속 원소는 0원자% 내지 15원자%를 포함하여 이루어지며, 상기 합금은 진공 가스 분무 공정을 이용하여 분말로 형성하고, 상기 합금 분말은 상기 합금의 융점보다 -30℃ 에서 -100℃ 사이의 온도에서 진공 가압 소결하고, 상기 합금의 결정립의 크기는 50nm 내지 10μm 범위에 있으며, 상기 합금의 결정질상의 부피분율은 10% 내지 62.5% 범위에 있는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 비정질 합금 타켓의 제조방법은, 비정질 형성능을 가지고, 복수의 금속 원소를 포함하는 합금은 Al이 80원자% 내지 92원자% 이고, Ni은 2원자% 내지 10원자% 이며, Co는 2원자% 내지 10원자%이고, Y, Tb, Zr, Ta, W, La, Sm, Sc, Ge 중에서 선택된 금속 원소는 0원자% 내지 15원자%를 포함하여 이루어지고, 이러한 상기 합금을 용해하는 단계; 상기 용해된 상기 합금을 진공 가스 분무공정을 이용하여 분말로 제조하는 단계; 및 상기 합금 분말을 상기 합금의 융점보다 -30℃ 에서 -100℃ 사이의 온도에서 진공 가압 소결하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 예를 들면, 비정질 합금 타켓은 열처리에 의해 제어된 특정한 크기 범위를 가지는 결정립이 균일하게 분포하는 미세조직을 가지고, 이로인해 열적/기계적 안정성이 크게 향상되어 스프터링 공정 중에 발생되는 타켓의 온도 상승에도 국부적인 조직의 변화가 나타나지 않는다. 즉, 스퍼터링 공정 중에서 비정질 합금 타켓이 갑작스럽게 파괴되는 현상이 일어나지 않아 안정적으로 스퍼터링 공정을 수행할 수 있다.
따라서. 비정질 합금 타켓은 모재(예컨데 전자 장치의 외장 케이스)상에 스퍼터링 공정을 이용하여 비정질 및 나노질화물 복합 박막을 안정적으로 형성할 수 있다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 비정질 합금 타켓의 제조 및 증착을 나타내는 흐름도 이다.
도 2는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 진공 가스 분무 공정을 통하여 제조된 비정질 합금 분말의 형상을 나타내는 확대 도면 이다.
도 3은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 진공 가스 분무 공정에 의해 제조된 비정질 합금의 분말의 열적 특성 결과를 나타내는 그래프이다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 Al-Ni-Co-Y 비정질 합금 분말의 성형 및 소결을 위한 열처리 조건을 나타내는 그래프이다
도 5a는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 성형 및 소결된 Al-Ni-Co-Y 비정질 합금 타켓을 나타내는 도면 이다.
도 5b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 Al-Ni-Co-Y 비정질 합금 타켓을 모재에 증착 후 형상을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 성형 및 소결된 Al-Ni-Co-Y 비정질 합금 타켓의 미세조직을 나타내는 도면이다.
도 7a는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 비반응성 스퍼터링으로 제작된 Al-Ni-Co-Y 비정질 합금 박막의 표면형상을 나타내는 도면이다.
도 7b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 비반응성 스퍼터링으로 제작된 Al-Ni-Co-Y 비정질 합금 박막의 조성 분석을 나타내는 그래프이다,
도 8은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 모재상에 증착된 Al-Ni-Co-Y 비정질 합금 박막의 밝기 및 기존의 증착막의 밝기를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 진공 가스 분무 공정을 통하여 제조된 비정질 합금 분말의 형상을 나타내는 확대 도면 이다.
도 3은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 진공 가스 분무 공정에 의해 제조된 비정질 합금의 분말의 열적 특성 결과를 나타내는 그래프이다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 Al-Ni-Co-Y 비정질 합금 분말의 성형 및 소결을 위한 열처리 조건을 나타내는 그래프이다
도 5a는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 성형 및 소결된 Al-Ni-Co-Y 비정질 합금 타켓을 나타내는 도면 이다.
도 5b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 Al-Ni-Co-Y 비정질 합금 타켓을 모재에 증착 후 형상을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 성형 및 소결된 Al-Ni-Co-Y 비정질 합금 타켓의 미세조직을 나타내는 도면이다.
도 7a는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 비반응성 스퍼터링으로 제작된 Al-Ni-Co-Y 비정질 합금 박막의 표면형상을 나타내는 도면이다.
도 7b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 비반응성 스퍼터링으로 제작된 Al-Ni-Co-Y 비정질 합금 박막의 조성 분석을 나타내는 그래프이다,
도 8은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 모재상에 증착된 Al-Ni-Co-Y 비정질 합금 박막의 밝기 및 기존의 증착막의 밝기를 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 다양한 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나, 이는 본 발명에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 실시예의 다양한 변경(modifications), 균등물(equivalents), 및/또는 대체물(alternatives)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
본 발명에서, "가진다," "가질 수 있다," "포함한다," 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 해당 특징(예: 수치, 기능, 동작, 또는 부품 등의 구성요소)의 존재를 가리키며, 추가적인 특징의 존재를 배제하지 않는다.
본 발명에서, "A 또는 B," "A 또는/및 B 중 적어도 하나," 또는 "A 또는/및 B 중 하나 또는 그 이상"등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. 예를 들면, "A 또는 B," "A 및 B 중 적어도 하나," 또는 "A 또는 B 중 적어도 하나"는, (1) 적어도 하나의 A를 포함, (2) 적어도 하나의 B를 포함, 또는 (3) 적어도 하나의 A 및 적어도 하나의 B 모두를 포함하는 경우를 모두 지칭할 수 있다.
본 발명에서 사용된 "제 1," "제 2," "첫째," 또는 "둘째,"등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 예를 들면, 제 1 사용자 기기와 제 2 사용자 기기는, 순서 또는 중요도와 무관하게, 서로 다른 사용자 기기를 나타낼 수 있다. 예를 들면, 본 발명에 기재된 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 바꾸어 명명될 수 있다.
어떤 구성요소(예: 제 1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제 2 구성요소)에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어((operatively or communicatively) coupled with/to)" 있다거나 "접속되어(connected to)" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제 3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소(예: 제 1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제 2 구성요소)에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 다른 구성요소(예: 제 3 구성요소)가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다.
본 발명에서 사용된 표현 "~하도록 구성된(또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, "~에 적합한(suitable for)," "~하는 능력을 가지는(having the capacity to)," "~하도록 설계된(designed to)," "~하도록 변경된(adapted to)," "~하도록 만들어진(made to)," 또는 "~를 할 수 있는(capable of)"과 바꾸어 사용될 수 있다. 용어 "~하도록 구성된(또는 설정된)"은 하드웨어적으로 "특별히 설계된(specifically designed to)" 것만을 반드시 의미하지 않을 수 있다. 대신, 어떤 상황에서는, "~하도록 구성된 장치"라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는" 것을 의미할 수 있다. 예를 들면, 문구 "A, B, 및 C를 수행하도록 구성된(또는 설정된) 프로세서"는 해당 동작을 수행하기 위한 전용 프로세서(예: 임베디드 프로세서), 또는 메모리 장치에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행함으로써, 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서(generic-purpose processor)(예: CPU 또는 application processor)를 의미할 수 있다.
본 발명에서 사용된 용어들은 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 발명에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 발명에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은, 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 발명에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 발명에서 정의된 용어일지라도 본 발명의 실시예들을 배제하도록 해석될 수 없다.
본 발명의 비정질 합금 타켓(100; 도 5a에 도시됨)은 스퍼터링용 합금 타켓으로 이루어질 수 있고, 이러한 상기 스퍼터링용 합금 타켓은 모재상에 스퍼터링 공정에 따라 비정질 및 나노질화물의 복합박막을 형성할 수 있다. 상기 모재는 전자 장치의 외장 케이스로 이루어지고, 상기 비정질 및 나노질화물의 복합박막은 상기 전자 장치의 외장 케이스의 외면에 형성될 수 있다. 예들 들면, 본 발명은 비정질 형성능을 갖는 고경도 비정질 합금 타켓 및 제조 방법에 관한 것이고, 또한, 본 발명은 전자 장치의 외장 케이스의 외면에 고경도 비정질 합금 타켓을 이용한 비정질 및 나노질화물의 복합박막의 증착할 수 있다.
상기 스퍼터링 공정은 음의 전압이 인가된 비정질 합금 타켓에 아르곤 이온 등을 고속으로 충돌시켜 타켓원자를 이탈시켜 상기 모재에 공급함으로써, 모재의 표면에 박막을 형성하는 기술을 말한다. 이러한 스퍼터링 공정은 전자 장치의 외장 케이스의 외면에 박막을 형성하거나, 반도체 제조공정분야, MEMS등과 같은 미세소자의 제조에는 물론 각종 공구, 금형, 휴대 단말기, 자동차용 부품의 내마모 향상등을 위한 코팅 형상분야에도 이용될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는, 예를 들면, 스마트폰(smartphone), 태블릿 PC(tablet personal computer), 이동 전화기(mobile phone), 영상 전화기, 전자책 리더기(e-book reader), 데스크탑 PC(desktop personal computer), 랩탑 PC(laptop personal computer), 넷북 컴퓨터(netbook computer), 워크스테이션(workstation), 서버, PDA(personal digital assistant), PMP(portable multimedia player), MP3 플레이어, 모바일 의료기기, 카메라(camera), 또는 웨어러블 장치(wearable device) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 웨어러블 장치는 액세서리형(예: 시계, 반지, 팔찌, 발찌, 목걸이, 안경, 콘택트 렌즈, 또는 머리 착용형 장치(head-mounted-device(HMD)), 직물 또는 의류 일체형(예: 전자 의복), 신체 부착형(예: 스킨 패드(skin pad) 또는 문신), 또는 생체 이식형(예: implantable circuit) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
어떤 실시예들에서, 전자 장치는 가전 제품(home appliance)일 수 있다. 가전 제품은, 예를 들면, 텔레비전, DVD(digital video disk) 플레이어, 오디오, 냉장고, 에어컨, 청소기, 오븐, 전자레인지, 세탁기, 공기 청정기, 셋톱 박스(set-top box), 홈 오토매이션 컨트롤 패널(home automation control panel), 보안 컨트롤 패널(security control panel), TV 박스(예: 삼성 HomeSyncTM, 애플TVTM, 또는 구글 TVTM), 게임 콘솔(예: XboxTM, PlayStationTM), 전자 사전, 전자 키, 캠코더(camcorder), 또는 전자 액자 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
다른 실시예에서, 전자 장치는, 각종 의료기기(예: 각종 휴대용 의료측정기기(혈당 측정기, 심박 측정기, 혈압 측정기, 또는 체온 측정기 등), MRA(magnetic resonance angiography), MRI(magnetic resonance imaging), CT(computed tomography), 촬영기, 또는 초음파기 등), 네비게이션(navigation) 장치, 위성 항법 시스템(GNSS(global navigation satellite system)), EDR(event data recorder), FDR(flight data recorder), 자동차 인포테인먼트(infotainment) 장치, 선박용 전자 장비(예: 선박용 항법 장치, 자이로 콤파스 등), 항공 전자기기(avionics), 보안 기기, 차량용 헤드 유닛(head unit), 산업용 또는 가정용 로봇, 금융 기관의 ATM(automatic teller's machine), 상점의 POS(point of sales), 또는 사물 인터넷 장치(internet of things)(예: 전구, 각종 센서, 전기 또는 가스 미터기, 스프링클러 장치, 화재경보기, 온도조절기(thermostat), 가로등, 토스터(toaster), 운동기구, 온수탱크, 히터, 보일러 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
어떤 실시예에 따르면, 전자 장치는 가구(furniture) 또는 건물/구조물의 일부, 전자 보드(electronic board), 전자 사인 수신 장치(electronic signature receiving device), 프로젝터(projector), 또는 각종 계측 기기(예: 수도, 전기, 가스, 또는 전파 계측 기기 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에서, 전자 장치는 전술한 다양한 장치들 중 하나 또는 그 이상의 조합일 수 있다. 어떤 실시예에 따른 전자 장치는 플렉서블 전자 장치일 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않으며, 기술 발전에 따른 새로운 전자 장치를 포함할 수 있다.
이하, 첨부 도면을 참조하여, 다양한 실시예에 따른 전자 장치가 설명된다. 본 발명에서, 사용자라는 용어는 전자 장치를 사용하는 사람 또는 전자 장치를 사용하는 장치(예: 인공지능 전자 장치)를 지칭할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 비정질 합금 타켓(100; 도 5a에 도시됨)을 구체적으로 설명하면, 다음과 같다.
비정질 합금은 결정의 특징적인 격자 주기성이 없는 합금이다. 또한, 상기 비정질 합금은 가열 시 유리 전이 상태를 거쳐 액체 또는 겔 상태로 변환되는 금속 유리를 포함할 수 있다. 또한, 상기 비정질 합금은 결정질 합금의 특성인 장거리 질서를 가지지 않지만, 화학 결합의 성질 때문에 원자 길이 규모에서 약간의 단거리 질서를 가질 수 있다. 상기 비정질 합금과 결정질 합금은 x선 회절 및 투과전자현미경과 같은 구조 특성화 기술에 의해 결정되는 격자 주기성에 따라 구별될 수 있다.
질서 및 무질서라는 용어는 다입자계에서 어떤 대칭 또는 상관관계의 존재 또는 부재를 나타내는 개념으로 사용되었고, 장거리 질서 및 단거리 질서라는 용어는 물질에서의 질서를 길이 규모에 기초해서 구별하는 개념으로 사용되었다.
상기 비정질 합금은 비정질 합금에 이와 다른 금속 원소 또는 비금속 원소를 첨가하여 얻을 수 있다. 예를 들어, 비정질 합금은 비정질 함량이 50 원자%를 초과할 수도 있고, 90원자%를 초과할 수도 있고, 99원자%를 초과할 수 있고, 100 원자% 일 수도 있다.
또한, 비정질 합금은 니켈(Ni), 하프늄(Hf), 구리(Cu), 지르코늄(Zr), 코발트(Co), 철(Fe), 알루미늄(Al) 및 티타늄(Ti)을 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나의 금속원소를 포함할 수 있다.
구체적으로, 비정질 합금은 유리 전이가 되는 니켈(Ni), 하프늄(Hf), 구리(Cu), 지르코늄(Zr), 코발트(Co) 및 철(Fe)을 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나의 금속원소를 포함할 수 있다. 또한, 비정질 합금은 유리 전이가 되지 않는 철(Fe) 및 알루미늄(Al)을 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나의 금속원소를 포함할 수 있다.
또한, 비정질 합금은 유리 전이가 되는 성분을 포함하는 금속 성분을 포함하는 경우에 고유의 유리 전이 온도(Tg, glass transition temperature)를 가질 수 있다.
여기서, 상기 유리 전이 온도(Tg)는 비정질 고체가 유리와 같은 무른 상태에서 점성이 있는 상태로 변화하는 온도 영역의 중심을 의미한다. 유리전이 온도와 결정화 온도 사이의 구간의 온도인 과냉각 액상 구간에서 비정질 합금은 초소성의 특징을 나타내며 상기 온도 구간에서 작은 힘으로도 균일 변형이 가능하게 된다. 또 비정질 합금은 지르코늄계 또는 타이타늄계 합금이 사용될 수 있으나 본 발명은 이에 한정하는 것이 아니고 모든 비정질 상태의 합금으로 구성된 합금이 사용 가능함은 자명할 수 있다.
상기 비정질 합금은 실질적으로 특정한 결정구조를 가지지 않으며 x-선 회절 패턴이 특정한 브래그 각도에서 뚜렷한 결정 피크(sharp peak)를 보이지 않고 넓은 각도 범위에서 브로드 피크(broad peak)가 관찰되는 상을 가진 금속합금체를 의미할 수 있다. 또한 상기 나노결정질 합금은 결정립의 평균크기가 100nm 미만인 금속합금체를 의미할 수 있다.
본 발명에서 비정질 형성능을 갖는 비정질 합금 타켓(100; 도 5a에 도시됨) 제조 및 증착은 도면 1에서 보는 봐와 같이 4단계를 통해 이루어질 수 있다.
상기 비정질 형성능이란 특정조성의 합금이 어느 정도의 냉각속도까지 용이하게 비정질화가 될 수 있는지를 나타내는 상대적인 척도를 의미한다.
도 1를 참조하면, 상기 비정질 합금 타겟(100; 도 5a에 도시됨)은, 비정질 형성능을 가지고, 복수의 금속 원소를 포함하는 합금으로 이루어질 수 있다.(S1)
상기 합금은 Al; Ni 및 Co 포함하거나 Ni 및 Co 중에서 선택되는 적어도 하나의 금속 원소; Y, Tb, Zr, Ta, W, La, Sm, Sc, Ge 중에서 선택되는 적어도 하나의 금속 원소를 포함하여 이루어지고, 상기 Al는 80원자% 내지 92원자% 이고, 상기 Ni은 2원자% 내지 10원자% 이며, 상기 Co는 2원자% 내지 10원자%이고, Y, Tb, Zr, Ta, W, La, Sm, Sc, Ge 중에서 선택된 금속 원소는 0원자% 내지 15원자%를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 합금은 진공 가스 분무 공정을 이용하여 분말로 형성하고,(S2) 상기 합금 분말(100a; 도 2에 도시됨)은 상기 합금의 융점보다 -30℃ 에서 -100℃ 사이의 온도에서 진공 가압 소결할 수 있다.(S3)
상기 합금 분말(100a)은 성형 및 소결 공정 후 비정질 합금 타켓을 제조할 수 있고, 사기 비정질 합금 타켓(100; 도 2에 도시됨)은 스퍼터링용 합금 타켓으로 이루어질 수 있으며, 이러한 상기 스퍼터링용 합금 타켓은 모재상에 스퍼터링 공정에 따라 증착되어 비정질 및 나노질화물의 복합박막을 형성할 수 있다. 상기 모재는 전자 장치의 외장 케이스로 이루어지고, 상기 비정질 및 나노질화물의 복합박막은 상기 전자 장치의 외장 케이스의 외면에 증착될 수 있다.(S4)
상기 증착 막의 결정립의 크기는 50nm 내지 10μm 범위에 있으며, 상기 증착 막의 결정질상의 부피분율은 10% 내지 62.5% 범위에 있을 수 있다.
한 실시예에 따르면, 상기 합금의 결정질상의 부피분율은 25% 내지 40% 범위에 있고, 상기 합금의 결정질상의 부피분율은 50% 내지 62.5% 범위에 있을수 있다.
상기 합금 결정질상의 부피분율은 10% 내지 62.5%의 범위에 있을 수 있고, 상기 합금 결정질상의 부피분율은 25% 내지 40%의 범위에 있을 수 있으며, 상기 합금 결정질상의 부피분율은 50% 내지 62.5%의 범위에 있을 수 있고, 상기 합금 결정질상의 부피분율은 25% 이상의 범위에 있을 수 있다.
상기 비정질 합금 분말(amorphous alloy powder) (100a; 도 2에 도시됨)은 진공 가스 분무 공정을 통하여 제조될 수 있다. 상기 비정질 합금은 Al-Ni-Co-Y 금속 원소를 포함하여 이루어질 수 있고, 상기 비정질 합금은 진공 가스 분무 공정을 이용하여 Al-Ni-Co-Y 비정질 합금 분말(100a; 도 2에 도시됨)로 이루어질 수 있다. 상기 Al-Ni-Co-Y 의 비정질 합금의 결정립 크기는 0.5㎛ ~ 10㎛ 범위에 있을 수 있다.
상기 비정질 합금은 Y 금속 원소대신 다른 금속원소를 선택할 수 있다. 즉 상기 비정질 합금은 진공 가스 분무 공정을 통해 합금 분말을 제공할 수 있는 금속 원소라면 다양하게 적용될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에서는 Al-Ni-Co-Y 금속 원소를 예를 들어 설명하기로 한다.
도 2는 진공 가스 분무 공정을 통하여 제조된 Al-Ni-Co-Y 비정질 합금 분말(100a)의 형상을 나타내는 확대 도면이다. 도 2와 같이, 비정질 형성능을 가지는 금속 합금(100)들이 용해된 용탕을 준비하고 상기 용탕을 분출시키면서 아르곤 가스 등과 같은 불활성 가스를 상기 분출된 용탕에 분무함으로써, 상기 용탕을 급냉시켜 합금분말(100a)을 형성할 수 있다. 제조된 Al-Ni-Co-Y 비정질 합금 분말(100a)은 구형으로 형성되었으며, 평균 입도는 38μm이다.
도 3은 진공 가스 분문 공정에 의헤 제조된 비정질 합금의 분말의 열적 특성 결과를 나타내는 그래프이다. 도 3과 같이, 상기 Al-Ni-Co-Y 비정질 합금 분말은 유리천이온도(Tg), 결정화 온도(Tx) 및 융점 온도(Tm)가 존재하는 비정질 합금의 열분석 결과를 나타낸다.
상기 비정질 합금 타켓을 제작하기 위해서는 진공 가스 분무 공정으로 제조된 비정질 합금 분말을 성형 및 소결 공정이 필요할 수 있다. 도 4는 Al-Ni-Co-Y 비정질 합금 분말(100a; 도 2에 도시됨)의 성형 및 소결을 위한 열처리 조건을 나타내는 그래프이다. 도 4와 같이. 열처리 조건의 온도 조건은 Al-Ni-Co-Y 비정질 합금 분말의 열분석 결과를 토대로 유리천이온도(Tg=260℃; 도 3에 도시됨)부근에서 홀딩(holding) 및 가압하여 성형하고 지속적인 승온을 통해 결정립 미세화를 유도할 수 있다. 또한 융점에서 -50℃ 부근에서 홀딩(holding)함으로써 최종 기공과 결함을 제거할 수 있다.
도 5a는 성형 및 소결된 Al-Ni-Co-Y 비정질 합금 타켓(100)을 나타내는 도면이고, 도 5b는 Al-Ni-Co-Y 비정질 합금 타켓(100)을 모재(200)에 증착 후 형상을 나타낸 도면이다.
도 5a,b와 같이, 미세조직 확인 결과 매우 미세한 결정립이 형성될 수 있고, 결정립 크기는 0.5㎛ ~ 10㎛ 범위에 있을 수 있다.
도 6은 성형 및 소결된 Al-Ni-Co-Y 비정질 합금 타켓(100)의 미세조직을 나타내는 도면이다.
도 6과 같이, Al-Ni-Co-Y 비정질 합금 타켓(100)은 동일조성의 기존 비정질 합금에 비해 매우 우수한 열적 안정성을 가질 수 있다. 즉, 기존의 비정질 합금의 경우 열적 불안정성으로 인해 외부에서 전달된 열에너지에 의해 국부적으로 부분 결정화가 일어나면서 나노 결정질이 국부적으로 형성될 수 있다. 이러한 국부적인 결정화는 비정질 합금의 구조완화 현상에 의해 취약해지며 파괴 인성이 감소하게 된다. 따라서 기존의 비정질 합금은 스퍼터링 공정 중 파괴되는 현상이 발생하였으나, 본 발명의 비정질 합금 타켓(100)은 비정질 합금 또는 나노 결정질 합금으로부터 결정화 또는 결정립 성장을 통해 그 결정립 크기가 제어되며, 외부에서 열이 가해지더라도 미세조직의 큰 변화를 보이지 않는다. 따라서 본 발명의 비정질 합금 타켓(100)은 기존의 비정질 합금 또는 나노 결정질 합금이 가지는 열적, 기계적 불안전성에 기인한 파괴가 나타나는 것을 방지할 수 있다.
스퍼터링 공정 중에 플라즈마로부터 가속되는 이온이 계속 충돌하게 되며, 이로 인해 기존의 비정질 합금은 필연적으로 온도가 상승하게 된다. 따라서, 타겟이 비정질 합금으로 이루어진 경우, 스퍼터링 공정 중에 온도상승에 따른 타겟 표면에서의 국부적 결정화가 진행될 수 있으며, 이러한 국부적 결정화는 타겟의 취성을 증가시켜 스퍼터링 공정 중에 타겟이 쉽게 파괴되는 결과를 초래할 수 있다.
이에 반하여, 본 발명의 다양한 실시예에서 비정질 합금 타겟(100a)으로 사용되는 결정질 합금은 열처리에 의해 제어된 특정한 크기범위를 가지는 결정립이 균일하게 분포하는 미세조직을 가지므로 열적/기계적 안정성이 크게 향상되어 스퍼터링 중에 발생되는 타겟의 온도상승에도 국부적인 조직의 변화가 나타나지 않을 뿐만 아니라 기계적 불안정성이 나타나지 않는다. 따라서 본 발명의 비정질 합금 타겟의 경우에는 스퍼터링 공정을 이용하여 비정질 및 나노질화물 복합박막을 안정적으로 형성할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 상기 Al-Ni-Co-Y 비정질 합금 타켓(100)은 스퍼터링 공정에 의하여 모재상에 비정질 및 나노질화물의 복합박막을 성막할 수 있다.
상기 모재(200)상에 상기 Al-Ni-Co-Y 비정질 합금 타겟(100)을 이용한 비반응성 스퍼터링(non-reactive sputtering)으로 박막을 형성하는 경우, 상기 박막은 비정질 합금박막일 수 있다. 상기 비반응성 스퍼터링은 스퍼터링 장치 내부로 의도적으로 Al-Ni-Co-Y 비정질 합금타겟을 구성하는 물질과 반응성이 있는 가스를 도입하지 않고 불활성 가스, 예를 들어 Ar과 같은 가스만으로 스퍼터링을 수행하는 스퍼터링 공정을 의미한다. 상기 Al-Ni-Co-Y 비정질 합금타겟은 비정질 형성능을 가질 수 있다. 따라서 스퍼터링 공정과 같이 높은 냉각속도로 증착이 형성되는 공정에서는 비정질 합금 조직을 나타내게 된다. 이때 성막된 비정질 합금박막(110)은 스퍼터링 공정에 이용된 Al-Ni-Co-Y 비정질 합금타겟(100)의 조성과 근사한 조성을 가질 수 있다.
또한 상기 모재(200)상에 상기 Al-Ni-Co-Y 비정질 합금타겟(100)을 이용한 반응성 스퍼터링(reactive sputtering)으로 박막을 형성하는 경우, 상기 박막은 비정질 및 나노질화물의 복합박막을 가질 수 있다. 예를 들어 반응성 가스로서 질소가스(N2) 또는 질소(N)를 포함하는 가스, 예를 들어 NH3와 같은 가스를 스퍼터링 장치(미도시 됨)의 챔버 내부로 도입하면서 스퍼터링을 수행하는 경우 합금 내에서 질소와 반응성이 높은 Al은 질소와 반응하여 Al 질화물, 예를 들어 AlN 또는 Al2N을 형성할 수 있으며, 그 외의 원소들은 Al 질화물에 고용되거나 금속상으로 존재할 수 있다. 이때 제조된 박막은 결정립이 나노수준의 미세한 크기, 예를 들어 10nm 내지 500nm의 범위를 가질 수 있다.
상기 스퍼터링 장치(미도시 됨)는 챔버, 기판홀더, 가스라인, 파워공급장치, 가열장치 및 펄스공급장치를 포함할 수 있다. (상기 스퍼터링 장치의 구성들은 미도시함)
상기 Al-Ni-Co-Y 비정질 합금타겟(100)에는 파워공급장치를 통해 200∼450W 범위의 파워가 인가되도록 하였으며, 기판은 별도의 가열장치에 의해 가열하지 않을 수 있다. 기판홀더에는 스퍼터링 공정 전에 기판표면을 플라즈마 세정을 하기 위해 기판에 직류펄스를 인가할 수 있는 펄스공급장치를 연결할 수 있다. 기판으로는 고속도강(High speed steel) 및 실리콘 웨이퍼를 이용할 수 있다. 얻어진 박막의 평가를 위해서 박막의 경도 및 탄성계수는 나노 인덴테이션 방법으로 측정할 수 있고, 박막의 구조 및 결정성의 확인은 x-선 회절분석을 이용할 수 있다. 미세구조를 관찰하기 위하여 단면 구조 관찰은 SEM(scanning electron microscopy)으로 측정하였고, 박막의 성분은 EDS(energy dispersive spectrometer)로 분석할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 Al-Ni-Co-Y 비정질 합금 타켓(100)은 열처리에 의해 제어된 특정한 크기 범위를 가지는 결정립이 균일하게 분포하는 미세조직을 가지고, 이로인해 열적/기계적 안정성이 크게 향상될 수 있다. 따라서, 스퍼터링 공정 중에 발생되는 타켓의 온도 상승에도 국부적인 조직의 변화가 나타나는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 스퍼터링 공정 중에서 비정질 합금 타켓이 갑작스럽게 파괴되는 현상을 방지하여 안정적으로 스퍼터링 공정을 수행할 수 있다.
도 7a은 비반응성 스퍼터링으로 제작된 Al-Ni-Co-Y 비정질 합금 박막(110)의 표면형상을 나타내는 도면이고, 도 7b는 비반응성 스퍼터링으로 제작된 Al-Ni-Co-Y 비정질 합금 박막(110)의 조성 분석을 나타내는 그래프이다,
도 7a,b와 같이, 타켓 조성과 거의 유사한 박막이 얻어졌음을 확인 할 수 있다. 또한, 알루미늄계 비정질 합금 박막의 색차값을 확인한 결과, 기존 Zr(지르코늄)계 비정질 합금 박막(101)보다 우수한 밝기값을 나타냄을 확인 할 수 있다.
상기 도 7b와 같이, Al-Ni-Co-Y 비정질 합금 타켓 조성은 
로 이루어질 수 있다.
또한, 도 8은 모재상에 증착된 Al-Ni-Co-Y 비정질 합금 박막(110)의 밝기 및 기존의 증착막의 밝기를 나타내는 도면이다.
도 8과 같이, 본 발명의 Al-Ni-Co-Y 비정질 합금 박막(110)의 밝기(L*>85)를 나타내고 있으며, 기존의 증착 박막(101)은 본 발명의 밝기보다 어두운 밝기(L*>75)를 나타내고 있다.
즉, 기존의 Zr계 비정질 합금을 이용하여 모재(200; 도 5b에 도시됨)상에 증착할 경우, 경도와 내부식성이 우수한 증착막을 얻을 수 있으나, 기존 Zr계 비정질 합금 증착막(101)의 경우 색상이 어두운 회색으로 밝기(L*<75) 저하로 표면 모재의 외관에 사용에는 한계가 있다.
따라서, 상기 모재(200; 도 5b에 도시됨)상에 밝기(L*>85)가 높은 Al-Ni-Co-Y 비정질 합금 박막(110)을 형성함으로써, 모재의 외장 표면 처리용으로 사용을 확대할 수 있다.
여기서, 상기 모재(200; 도 5b에 도시됨)는 전자 장치의 외장 케이스로 이루어질 수 있다. 본 실시예에서 상기 모재(200; 도 5b에 도시됨)는 전자 장치의 외장 케이스를 예를 들어 설명하나 이에 한정되는 것은 아니다. 즉 상기 모재는 전자 장치이외에 다른 제품의 외장 케이스에도 다양하게 적용될 수 있다.
상기 Al-Ni-Co-Y 비정질 합금 타켓(100; 도 5b에 도시됨)은 스퍼터링 공정에 의하여 모재(200; 도 5b에 도시됨)상에 비정질 및 나노질화물의 복합박막(110; 도 7a에 도시됨)을 성막할 수 있고, 상기 비정질 및 나노 질화물 복합박막(110)은 우수한 내식 특성을 나타낼 수 있다. 즉, 상기 모재(200)상에 형성되는 비정질 및 나노질화물 복합박막(110)은 Al-Ni-Co-Y 비정질 합금박막(110)에서 나타나는 결정립계보다 휠씬 작은 나노결정립이 포함되어 마치 유리질과 같은 특성을 나타내므로 모재 외부의 내식환경으로부터 효과적으로 차단할 수 있다. 상기 모재(200) 내부에 결정립계를 가지는 Al-Ni-Co-Y 비정질 합금박막(110)에 있어서, 결정립계는 일종의 외부환경과 모재를 서로 연결하는 통로로서 작용할 수 있어 수분이나 부식가스, 부식액 등과 같은 부식물질의 이동경로로서 작용할 수 있다. 반면, 비정질 및 나노질화물 복합박막(110)은 원자들이 나노미터 수준의 범위 배열을 하고 있어 결정립계 등의 부식경로가 존재하지 않기 때문에 부식속도가 동일조성의 비정질 합금에 비해 현저히 낮은 값을 나타낼 수 있다. 따라서, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 비정질 및 나노질화물 복합박막은 부식경로가 거의 존재하지 않음에 따라 내식환경을 상기 모재로부터 고립시키는 효과가 급격하게 개선되어 내식성을 증대시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 비정질 및 나노질화물 복합박막(110)은 수십 나노미터 두께로 증착되어도 상술한 바와 같이 높은 경도를 나타내므로 내스크레치성을 가질 수 있을 뿐만 아니라, 헤어라인 등의 미세 구조가 형성된 모재(200)상에도 그 구조를 유지하며 보호층을 형성할 수 있다.
또한, 본 발명의 비정질 및 나노질화물 복합박막(110)은 전극 소재로 사용될 수 있다. 예를 들면 싱기 전극 소재는 투명 전극 소재로 이루어질 수 있다. 또한 본 발명의 비정질 및 나노질화물 복합박막(110)은 방열 소재로 사용될 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 비정질 및 나노질화물 복합박막(110)은 상기 전자 장치의 외장 케이스(미도시 됨)상에 형성하고, 상기 외장 케이스의 내부 열을 외부로 방출할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 비정질 합금 타켓은, 비정질 형성능을 가지고, 복수의 금속 원소를 포함하는 합금으로서, 상기 합금은 Al; Ni 및 Co 포함하거나 Ni 및 Co 중에서 선택되는 적어도 하나의 금속 원소; Y, Tb, Zr, Ta, W, La, Sm, Sc, Ge 중에서 선택되는 적어도 하나의 금속 원소를 포함하여 이루어질 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 비정질 합금 타켓은, 비정질 형성능을 가지고, 복수의 금속 원소를 포함하는 합금으로서, 상기 합금은 Al; Ni 및 Co 포함하거나 Ni 및 Co 중에서 선택되는 적어도 하나의 금속 원소; Y, Tb, Zr, Ta, W, La, Sm, Sc, Ge 중에서 선택되는 적어도 하나의 금속 원소를 포함하여 이루어지고, 상기 Al는 80원자% 내지 92원자% 이고, 상기 Ni은 2원자% 내지 10원자% 이며, 상기 Co는 2원자% 내지 10원자%이고, Y, Tb, Zr, Ta, W, La, Sm, Sc, Ge 중에서 선택된 금속 원소는 0원자% 내지 15원자%를 포함하여 이루어지며, 상기 합금은 진공 가스 분무 공정을 이용하여 분말로 형성하고, 상기 합금 분말은 상기 합금의 융점보다 -30℃ 에서 -100℃ 사이의 온도에서 진공 가압 소결하고, 상기 합금의 결정립의 크기는 50nm 내지 10μm 범위에 있으며, 상기 합금의 결정질상의 부피분율은 10% 내지 62.5% 범위에 있을 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 상기 합금의 결정질상의 부피분율은 25% 내지 40% 범위에 있을 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 상기 합금의 결정질상의 부피분율은 50% 내지 62.5% 범위에 있을 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 상기 합금은 Cr, Mo, Si, Nb, Co, Sn, In, Bi, Zn, V, Hf, Ag, Ti 및 Fe 중에서 선택되는 적어도 하나의 금속 원소를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 상기 합금은 Ni, Hf, Cu, Zr, Co, Fe, Al 및 Ti을 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나의 금속 원소를 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 상기 합금은 Al-Ni-Co-Y 금속 원소를 포함하여 이루어지고, 상기 합금은 진공 가스 분무 공정을 이용하여 Al-Ni-Co-Y 합금 분말로 이루어질 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 상기 Al-Ni-Co-Y 의 합금의 결정립 크기는 0.5㎛ ~ 10㎛ 범위에 있을 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 상기 합금은 스퍼터링용 합금 타켓으로 이루어지고, 상기 스퍼터링용 합금 타켓은 모재상에 스퍼터링 공정에 따라 비정질 및 나노질화물의 복합박막을 형성할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 상기 모재는 전자 장치의 외장 케이스로 이루어지고, 상기 비정질 및 나노질화물의 복합박막은 상기 전자 장치의 외장 케이스의 외면에 형성될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 비정질 합금 타켓의 제조방법은, 비정질 형성능을 가지고, 복수의 금속 원소를 포함하는 합금은 Al이 80원자% 내지 92원자% 이고, Ni은 2원자% 내지 10원자% 이며, Co는 2원자% 내지 10원자%이고, Y, Tb, Zr, Ta, W, La, Sm, Sc, Ge 중에서 선택된 금속 원소는 0원자% 내지 15원자%를 포함하여 이루어지고, 이러한 상기 합금을 용해하는 단계; 상기 용해된 상기 합금을 진공 가스 분무공정을 이용하여 분말로 제조하는 단계; 및 상기 합금 분말을 상기 합금의 융점보다 -30℃ 에서 -100℃ 사이의 온도에서 진공 가압 소결하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 상기 합금의 결정립의 크기는 50nm 내지 10μm 범위에 있고, 상기 합금 분말의 결정질상의 부피분율은 10% 내지 62.5% 범위에 있을 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 상기 합금은 Cr, Mo, Si, Nb, Co, Sn, In, Bi, Zn, V, Hf, Ag, Ti 및 Fe 중에서 선택되는 적어도 하나의 원소를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 상기 합금은 Ni, Hf, Cu, Zr, Co, Fe, Al 및 Ti을 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나의 금속 성분을 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 상기 합금은 Al-Ni-Co-Y 금속 원소를 포함하여 이루어지고, 상기 합금은 진공 가스분무공정을 이용하여 Al-Ni-Co-Y 비정질 합금 분말로 이루어질 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 상기 Al-Ni-Co-Y 의 합금의 결정립 크기는 0.5㎛ ~ 10㎛ 범위에 있을 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 상기 합금은 스퍼터링용 합금 타켓으로 이루어지고, 상기 스퍼터링용 합금 타켓은 모재상에 스퍼터링 공정에 따라 비정질 및 나노질화물의 복합박막을 형성할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 상기 모재는 전자 장치의 외장 케이스로 이루어지고, 상기 비정질 및 나노질화물의 복합박막은 상기 전자 장치의 외장 케이스의 외면에 형성될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 다양한 실시예의 비정질 합금 타켓 및 제조 방법은 전술한 실시 예 및 도면에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
비정질 합금 타켓 : 100 합금 분말 : 100a
모재 : 200 비정질 합금 박막 : 110
모재 : 200 비정질 합금 박막 : 110
Claims (18)
- 비정질 합금 타켓에 있어서,
비정질 형성능을 가지고, 복수의 금속 원소를 포함하는 합금으로서,
상기 합금은 Al; Ni 및 Co 포함하거나 Ni 및 Co 중에서 선택되는 적어도 하나의 금속 원소; Y, Tb, Zr, Ta, W, La, Sm, Sc, Ge 중에서 선택되는 적어도 하나의 금속 원소를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 비정질 합금 타켓.
- 비정질 합금 타켓에 있어서,
비정질 형성능을 가지고, 복수의 금속 원소를 포함하는 합금으로서,
상기 합금은 Al; Ni 및 Co 포함하거나 Ni 및 Co 중에서 선택되는 적어도 하나의 금속 원소; Y, Tb, Zr, Ta, W, La, Sm, Sc, Ge 중에서 선택되는 적어도 하나의 금속 원소를 포함하여 이루어지고,
상기 Al는 80원자% 내지 92원자% 이고, 상기 Ni은 2원자% 내지 10원자% 이며, 상기 Co는 2원자% 내지 10원자%이고, Y, Tb, Zr, Ta, W, La, Sm, Sc, Ge 중에서 선택된 금속 원소는 0원자% 내지 15원자%를 포함하여 이루어지며,
상기 합금은 진공 가스 분무 공정을 이용하여 분말로 형성하고, 상기 합금 분말은 상기 합금의 융점보다 -30℃ 에서 -100℃ 사이의 온도에서 진공 가압 소결하고,
상기 합금의 결정립의 크기는 50nm 내지 10μm 범위에 있으며, 상기 합금의 결정질상의 부피분율은 10% 내지 62.5% 범위에 있는 것을 특징으로 하는 비정질 합금 타켓.
- 제 2 항에 있어서, 상기 합금의 결정질상의 부피분율은 25% 내지 40% 범위에 있는 것을 특징으로 하는 비정질 합금 타켓.
- 제 2 항에 있어서, 상기 합금의 결정질상의 부피분율은 50% 내지 62.5% 범위에 있는 것을 특징으로 하는 비정질 합금 타켓.
- 제 2 항에 있어서, 상기 합금은 Cr, Mo, Si, Nb, Co, Sn, In, Bi, Zn, V, Hf, Ag, Ti 및 Fe 중에서 선택되는 적어도 하나의 금속 원소를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비정질 합금 타켓.
- 제 2 항에 있어서, 상기 합금은 Ni, Hf, Cu, Zr, Co, Fe, Al 및 Ti을 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나의 금속 원소를 포함하는 것을 특징으로 하는 비정질 합금 타켓.
- 제 2 항에 있어서, 상기 합금은 Al-Ni-Co-Y 금속 원소를 포함하여 이루어지고,
상기 합금은 진공 가스 분무 공정을 이용하여 Al-Ni-Co-Y 합금 분말로 이루어지는 것을 특징으로 하는 비정질 합금 타켓.
- 제 7 항에 있어서, 상기 Al-Ni-Co-Y 의 합금의 결정립 크기는 0.5㎛ ~ 10㎛ 범위에 있는 것을 특징으로 하는 비정질 합금 타켓.
- 제 8 항에 있어서, 상기 합금은 스퍼터링용 합금 타켓으로 이루어지고,
상기 스퍼터링용 합금 타켓은 모재상에 스퍼터링 공정에 따라 비정질 및 나노질화물의 복합박막을 형성하는 것을 특징으로 하는 비정질 합금 타켓.
- 제 9 항에 있어서, 상기 모재는 전자 장치의 외장 케이스로 이루어지고, 상기 비정질 및 나노질화물의 복합박막은 상기 전자 장치의 외장 케이스의 외면에 형성되는 것을 특징으로 하는 비정질 합금 타켓.
- 비정질 합금 타켓의 제조방법에 있어서,
비정질 형성능을 가지고, 복수의 금속 원소를 포함하는 합금은 Al이 80원자% 내지 92원자% 이고, Ni은 2원자% 내지 10원자% 이며, Co는 2원자% 내지 10원자%이고, Y, Tb, Zr, Ta, W, La, Sm, Sc, Ge 중에서 선택된 금속 원소는 0원자% 내지 15원자%를 포함하여 이루어지고, 이러한 상기 합금을 용해하는 단계;
상기 용해된 상기 합금을 진공 가스 분무공정을 이용하여 분말로 제조하는 단계; 및
상기 합금 분말을 상기 합금의 융점보다 -30℃ 에서 -100℃ 사이의 온도에서 진공 가압 소결하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비정질 합금 타켓의 제조방법.
- 제 11 항에 있어서, 상기 합금의 결정립의 크기는 50nm 내지 10μm 범위에 있고, 상기 합금 분말의 결정질상의 부피분율은 10% 내지 62.5% 범위에 있는 것을 특징으로 하는 비정질 합금 타켓의 제조방법.
- 제 11 항에 있어서, 상기 합금은 Cr, Mo, Si, Nb, Co, Sn, In, Bi, Zn, V, Hf, Ag, Ti 및 Fe 중에서 선택되는 적어도 하나의 원소를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비정질 합금 타켓의 제조방법..
- 제 11 항에 있어서, 상기 합금은 Ni, Hf, Cu, Zr, Co, Fe, Al 및 Ti을 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나의 금속 성분을 포함하는 것을 특징으로 하는 비정질 합금 타켓의 제조방법.
- 제 11 항에 있어서, 상기 합금은 Al-Ni-Co-Y 금속 원소를 포함하여 이루어지고,
상기 합금은 진공 가스분무공정을 이용하여 Al-Ni-Co-Y 비정질 합금 분말로 이루어지는 것을 특징으로 하는 비정질 합금 타켓의 제조방법.
- 제 15 항에 있어서, 상기 Al-Ni-Co-Y 의 합금의 결정립 크기는 0.5㎛ ~ 10㎛ 범위에 있는 것을 특징으로 하는 비정질 합금 타켓의 제조방법.
- 제 15 항에 있어서, 상기 합금은 스퍼터링용 합금 타켓으로 이루어지고,
상기 스퍼터링용 합금 타켓은 모재상에 스퍼터링 공정에 따라 비정질 및 나노질화물의 복합박막을 형성하는 것을 특징으로 하는 비정질 합금 타켓의 제조방법.
- 제 17 항에 있어서, 상기 모재는 전자 장치의 외장 케이스로 이루어지고, 상기 비정질 및 나노질화물의 복합박막은 상기 전자 장치의 외장 케이스의 외면에 형성되는 것을 특징으로 하는 비정질 합금 타켓의 제조방법.
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| KR1020170005463A KR20180083195A (ko) | 2017-01-12 | 2017-01-12 | 비정질 합금 타켓 및 제조 방법 |
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|---|---|---|---|---|
| KR102150214B1 (ko) * | 2019-12-03 | 2020-08-31 | 주식회사 이엠엘 | 물리증착용 고내식 컬러 합금 소재 및 고밀도 타겟 제조 방법 |
| KR20210125245A (ko) * | 2020-04-08 | 2021-10-18 | 주식회사 큐프럼 머티리얼즈 | 배선막 제조 방법, 배선막 및 이를 포함하는 표시 장치 |
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2017
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| KR20210125245A (ko) * | 2020-04-08 | 2021-10-18 | 주식회사 큐프럼 머티리얼즈 | 배선막 제조 방법, 배선막 및 이를 포함하는 표시 장치 |
| KR20230065436A (ko) | 2021-11-04 | 2023-05-12 | 세종대학교산학협력단 | 비정질 및 나노 결정질을 포함하는 합금막의 제조방법 및 비정질 및 나노 결정질을 포함하는 합금막 |
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