반응성 스퍼터링 법에 의한 다층 내마모성 경질 박막의 특성 비교

초록

Ta/TaN 다층피막구조는 경도는 떨어지지만 연성이 큰 Ta 박과 취성을 가지며 경도가 높은 TaN막을 교대로 반목하여 만든 다층구조로서 경도와 연성의 장점이 잘 조화되어 높은 인성을 나타낼 것으로 기대된다. 본 연구에서는 고속도강 기판위에 Ta/TaN 복합다층피막과 compositional gradient Ta-TaN 막을 각각 반응성 스퍼터링에 의하여 증착하고 열처리에 따른 경도 및 접착성을 조사하였다. N2/Ar 유량비가 0.4일 때 결정성이 가장 우수한 TaN 막이 얻어지며, Ta/TaN 복합다층피막의 경도 및 스크래치 테스트 결과도 가장 우수하였다. 또한 Ta/TaN 복합다층피막 증착후의 어닐링 처리 시 어닐링 온도가 증가할수록 피막의 경도와 접착성이 악화되었으며, compositional modulation wavelength가 감소함에 따라 Ta/TaN 복합다층피막의 경도는 증가하지만 Ta-TaN 막 증착후의 어닐링 처리 시 경도와 스크래치 테스트 값은 각각 200℃와 400℃에서 최대값을 나타내었다.