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문제 정의
- 증착하였다. 증착과정에서 기판 온도나 후 열처리와 같은 과정을 배제하고, 전기적 및 광학적으로 우수한 특성을 지닌 ITO박막을 제조하기 위해 여러가지 박막 증착조건으로 예비실험을 수행하고, 이를 토대로 최적의 조건을 제시하였고, 단지 산소분압비율을 변수로 조정하여 실험하면서고 분자 재료가 기판으로서의 응용 가능성을 평가하고자 한다.
제안 방법
- ) 를 이용하여 재료의 물성적인 평가를 측정하였다. ITO박박의 성장 속도는 Tencor사의 a-step 500 표면 분석기로 측정하였고, 전기 저항률은 4-point probe와 Keithley- 사의 Hall 효과측정 장비를 이용하였다. 또한, 광 투과도는 Phillips사의 UV visible spectrophotometer 를 사용하여 200~ 900 nm 영역의 파장에서 관측하였다.
- 열처리 과정 없이 증착된 TC-ITO박막에서 우수한 전기적 및 광학적 특성을 얻기 위해서는 스퍼터의 증착조건이 매우 중요한 요소이다. 二1.러나, 예비 실험을 거쳐 최적의 스퍼터 조건을 얻었고, 본 실험에서는 산소분압을 변수로 실험을 수행하였다. 이상의 실험 결과를 요약하면 다음과 같다.
- ITO박박의 성장 속도는 Tencor사의 a-step 500 표면 분석기로 측정하였고, 전기 저항률은 4-point probe와 Keithley- 사의 Hall 효과측정 장비를 이용하였다. 또한, 광 투과도는 Phillips사의 UV visible spectrophotometer 를 사용하여 200~ 900 nm 영역의 파장에서 관측하였다.
- 박막 제조에 사용한 고분자 및 유리기판은 동일한 크기로 하였고, 초음파 세척기로 5분 정도 세정하여 표면의 불순물을 제거하였다. 박막 제조 시에타겟 표면에 흡착수와 유기 흡착물을 제거하고 스퍼터 방전의 안정화를 위해 타겟에 shutter를 가린 상태에서 pre-sputtering을 실시하였다. 세척과 건조로 전처 리된 기 판들은 holder에 장착한 후, 초기진공도를 3x10 fi torr 이하로 하고, 순도 99.
- 고품질의 TC-IT。박막을 제조하기 위해서는 밀착력 또한 매우 중요하며, 제작된 TC-ITO 박막의 밀착력을 보다 정량적이고 분석적인 방법으로 측정하기 위해 Scratch Test 방법을 도입하였다. 그림 6은 산소분압에 따른 PET 기판의 밀착력 차이를 니.
- 본 논문에서는 de 반응성 마그네트론 스퍼터를이용하여 acryl (AC), poly carbornate (PC), poly- ethlene terephthalate (PET)와 같은 고분자 기판에 ITO박막을 증착하였다. 증착과정에서 기판 온도나 후 열처리와 같은 과정을 배제하고, 전기적 및 광학적으로 우수한 특성을 지닌 ITO박막을 제조하기 위해 여러가지 박막 증착조건으로 예비실험을 수행하고, 이를 토대로 최적의 조건을 제시하였고, 단지 산소분압비율을 변수로 조정하여 실험하면서고 분자 재료가 기판으로서의 응용 가능성을 평가하고자 한다.
- 박막 제조 시에타겟 표면에 흡착수와 유기 흡착물을 제거하고 스퍼터 방전의 안정화를 위해 타겟에 shutter를 가린 상태에서 pre-sputtering을 실시하였다. 세척과 건조로 전처 리된 기 판들은 holder에 장착한 후, 초기진공도를 3x10 fi torr 이하로 하고, 순도 99.999%인 Ar 가스를 주입하여 플라즈마를 발생시킨 뒤에 산소 가스를 도입하여 작업 진공도를 조정하였다.
- de 반응성 마그네트론 스퍼터에서 사용한 ITO 박막을 위한 최적의 증착조건을 나타내고 있나. 열처리 과정 없이 우수한 전기적 및 광학적 특성을 지닌 투명전도막을 얻기 위해서는 스퍼터의 증착조건은 매우 중요하며, 예비실험을 토대로 표에서 제시한 조건하에서 산소분압비율을 변화시키년서 실험 하였다.
- vacuum chamber는 turbomolecular 펌프와 로터리 펌프로 구성되어 있으며, lxl04i torr까지 도달이 가능하고플라즈마 생성 가스인 Ar과 반응성 가스인 02는 mass flow controller (MFC)를 사용하여 미세 조정이 가능하다. 증착과정에서 열처리 과정을 전혀 사용하지 않았으며, 스퍼터 과정에서 생성될 수 있는 온도의 영향도 최소화하기 위해 de power는 30 W 이하로 낮게 인가하여 예비실험을 수행하였다. 박막 제조에 사용한 고분자 및 유리기판은 동일한 크기로 하였고, 초음파 세척기로 5분 정도 세정하여 표면의 불순물을 제거하였다.
- 증착된 ITO박막은 AFM (atomic force microscopy; DAFM 6300, Dongil Co.)과 XRD (X-ray diffractometer; Siemens Co.) 를 이용하여 재료의 물성적인 평가를 측정하였다. ITO박박의 성장 속도는 Tencor사의 a-step 500 표면 분석기로 측정하였고, 전기 저항률은 4-point probe와 Keithley- 사의 Hall 효과측정 장비를 이용하였다.
대상 데이터
- 투명전도성 ITO박막을 고분자 기판인 AC, PC, 및 PET에 de 마그네트론 스퍼터 (Leybold, AG- L560 universal coating system)를 이용하여 증착하였고, 도한 이와 비교하기 위해 동의 조건하에서 soda lime 유리기판에도 역시 증착하였다. vacuum chamber는 turbomolecular 펌프와 로터리 펌프로 구성되어 있으며, lxl04i torr까지 도달이 가능하고플라즈마 생성 가스인 Ar과 반응성 가스인 02는 mass flow controller (MFC)를 사용하여 미세 조정이 가능하다.
- 투명전도성 ITO박막을 고분자 기판인 AC, PC, 및 PET와 유리 기판에 de 반응성 마그네트론 스퍼터를 이용하여 증착하였다. 열처리 과정 없이 증착된 TC-ITO박막에서 우수한 전기적 및 광학적 특성을 얻기 위해서는 스퍼터의 증착조건이 매우 중요한 요소이다.
성능/효과
- (2) 기판의 종류에 관계없이 산소분압이 증가하면 성장 속도는 감소하는 경향을 나타내었다. 이는 산소 가스에 의한 타겟 표면의 산화물 생성에 따른 poisoning 현상으로 인한 낮은 sputter yield 때문으로 고려된다.
- (3) ITO 박막의 저항률은 산소분압을 중가시킴에따라 감소하다가 최소 저항값을 나타내고, 이후 산소분압 비가 증가하면 다시 저항률이 급격히 증가하는 경향을 나타내었다.
- (4) PET는 산소분압비의 변화로 광투과도가 영향을 받지만, 유리나 다른 기판들은 평균 80 % 이상의 광투과율을 보였다.
- (5) 산소분압을 증가시킴에 따라 PET 기판 상에밀착력은 낮아지는 것을 알 수 있었다.
- 타낸 것이다. 20 N/min, 10 mm/min의 조건에서 측정한 결과, 산소분압을 증가시키면서 PET 기판 상에 제조한 경우 산소분압이 증가함에 따라 밀착력은 9.6 N에서 4.8 N까지 급격히 낮아짐을 알 수 있었다. 다른 기판에서도 동일한 결과를 나타내었다.
- 전반적으로 산소분압이 증가함에 따라 초기에는 광 투과도가 감소하는 경향을 보이지만, 산소분압이 더욱 증가하면, 광투과도는 다시 약간 증가하는 것으로 나타난다. 4개의 기판 중에는 Glass 위에 증착한 ITO 박막이 우수한 광투과도를 나타내었는데, PET외- 유리의 경우에 산소분압이 12 %일 때, 각각 가장 우수한 광투과도를 나타냈으며, 600 nm의 파장에서 그 값은 각각 82 %와 80 % 정도였다.
- 나타낸 것이다. ITO 박막의 저항률은 산소분압을 증가시킴에 따라 감소하다가 최소 저항값을 나타내고, 이후 산소분압비율이 증가하면 다시 저항률이 급격히 증가하는 현상도 관찰할 수 있었다. 이는 12 %까지는 증착과정에서 ITO 박막의 조성비에 보다 많은 산소원자를 요구하면서 안정화되기 때문이며, 12 % 이상에서는 최적의 산소분압의 조건을 만족한 이후, 산소분압비율이 증가하면서 저항률이 증가하는 것은 ITO박막에 과잉의 산소 원자를 공급하기 때문으로 고려된다[9].
- 성장률을 나타낸 것이다. 기판의 종류에 관계없이 산소분압이 증가함에 따라 성장속도는 감소하는 경향을 나타내었다. 이는 스퍼터 증착 시, 반응 가스인 산소에 의한 금속 타겟 표면의 산화물생성에 따른 poisoning 현상과 상대적으로 낮은 sputter yield를 갖는 반응 가스의 특성 때문으로 생각된다.
- 따라서, 고분자 기판 상에 TC-ITO박막은 우수한 전기적 및 광학적 특성을 가짐을 알 수 있었다.
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