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솔젤벱에 의해 제작된 $SiO_2$ 박막의 물성에 관한 연구
A Study on the Properties of $SiO_2$ Thin Films using Sol-Gel Method 원문보기

전기학회논문지. The transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers. C/ C, 전기물성·응용부문, v.53 no.11, 2004년, pp.561 - 565  

유도현 (안산공과대학 전기과)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

SiO₂ thin films are fabricated using sol-gel method and dipping method. Gelation time is faster according to increasing the amount of H₂O except H₂O/Si(OC₂H/sub 5/)₄=4. Initial viscosity is highest at H₂O/Si(OC₂H/sub 5/)₄=6. Gelation time is faster according to increasing the amount of CH₃COOH. The ...

주제어

#SiO₂Thin Films   #Sol-Gel Method   #Dipping Method   #Relative Dielectric Constant   #Dielectric Dissipation Factor  

AI 본문요약
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제안 방법

  • TEOS:H2O:C2H5OH비가 1:6:13인 조건으로 제작된 솔에, 촉매로서 CH3COOH의 양을 0wt%, 1.5wt%, 3.6wt%로 변화시켰을 때 솔의 점도 변화를 측정하였다.
  • O/TEOS비에 따른 초기점도를 측정하였다. 그리고 제작된 솔을 이용하여 dipping에 의해 박막을 제작하고 박막의 유전 특성을 검토하였다.
  • 가수분해의 양이 적은 경우(Y≤6), 선형구조를 띤 젤 구조를 가지게 되므로 신속한 재배열이 가능하지만, 가수분해의 양이 많은 경우(Y>6), 먼저 물이 빠르게 해리되어 친핵 수산기 음이온이 생성되고 생성된 음이온은 금속원자와 결합하여 배열의 반전이 일어난 결과 OH-가 OR-를 치환하면서 3차원 망목 구조를 형성하게 된다. 그림에서 최적 상태의 SiO2 박막을 제작하기 위한 솔의 합성조건을 Y=6으로 정하고, 이후의 실험은 Y=6인 조건으로 제작하여 실험을 행하였다.
  • 따라서 본 실험에서는 솔젤법에 의해 제작된 SiO2 솔 조성비에 따른 솔 상태를 분석하였고 조성비와 촉매인 CH3COOH의 첨가량에 따른 점도 변화 및 H2O/TEOS비에 따른 초기점도를 측정하였다. 그리고 제작된 솔을 이용하여 dipping에 의해 박막을 제작하고 박막의 유전 특성을 검토하였다.
  • 솔젤법에 의해서 조성비에 따른 SiO2 솔 상태를 분석하고 조성비와 촉매량에 따른 점도 변화를 측정하였으며 솔의 초기점도를 측정하였다. 이와 같은 조건에 의해 합성된 솔을 이용하여 박막을 제작한 후 유전 특성을 측정한 결과, 다음과 같이 요약할 수 있다.
  • 조성비에 따라서 C2H5OH 용액을 평량하여 H2O와 혼합하고 분액 여두 속에 넣어 둔 후 또 다른 C2H5OH용액을 평량한다. 질소가 주입되고 있는 실온의 glove box내에서 조성비에 따라서 TEOS를 평량하고 이것을 미리 제조한 C2H5OH용액과 합하여 혼합용액을 만든 후 이 혼합용액에 분액 여두에 들어있는 용액을 교반기로 돌려주면서 천천히 혼합하여 SiO2 솔을 제작하였다.
  • 솔의 초기점도를 측정하기 위하여 개량형 오스트왈드(Ostwald) 점도계(蕪水化學器械工業株式會社)를 이용하였다. 측정 방법은 각각의 조성비에 따라 제작된 솔의 최초 점도를 측정하였다.
  • 조성비에 따른 점도 변화를 측정하기 위하여 개량형 오스트왈드(Ostwald) 점도계(蕪水化學器械工業株式會社)를 이용하였다. 측정 방법은 각각의 조성비에 따라 제작된 출발용액에 촉매인 CH3COOH의 양을 3.6wt% 첨가한 솔을 비이커에 담고 비이커 상단을 랩으로 씌운 후 랩에 10개 정도의 핀 구멍을 내어 특정 시간에 솔의 점도 변화를 측정하였다.
  • 6wt%인 조건으로 제작된 솔을 이용하여 silicon wafer위에 dipping법에 의해 제작하였다. 측정 방법은 실온에서 주파수를 10kHz〜 1MHz로 변화시켰을 때 박막의 유전율을 측정하였으며, 측정시 박막에 포함되어 있는 수분의 영향 때문에 항온조의 온도를 처음에 200℃까지 높인 다음 자연상태로 실온까지 온도가 떨어지고 난 후 실시하였다. 유전율 측정에 사용된 시편의 형상을 그림 2에 나타낸다.

대상 데이터

  • N2가스가 흐르고 있는 glove box내에서, 제조된 솔을 이용하여 silicon wafer를 기판으로 dipping법에 의해 SiO2 박막을 제조하였다. 매회 dipping이 끝난 후에는 건조, 열처리 과정을 총 5회 반복하였다.
  • 출발용액으로서 금속 알콕사이드인 Si(OC2H5)4(이하 TEOS라고 함), 가수분해수로서 H2O, 희석 용매로 C2H5OH 및 촉매로서 CH3COOH를 사용하였다.
  • 박막의 유전율을 측정하기 위하여 항온조(DF42, Yamato) 와 LF Impedance Analyzer(4192A, Hewlett Packard)를 사용하였다. 측정 시편은 H2O/TEOS비(이하 Y 라고 함)가 Y=6, 촉매인 CH3COOH양이 3.6wt%인 조건으로 제작된 솔을 이용하여 silicon wafer위에 dipping법에 의해 제작하였다. 측정 방법은 실온에서 주파수를 10kHz〜 1MHz로 변화시켰을 때 박막의 유전율을 측정하였으며, 측정시 박막에 포함되어 있는 수분의 영향 때문에 항온조의 온도를 처음에 200℃까지 높인 다음 자연상태로 실온까지 온도가 떨어지고 난 후 실시하였다.

이론/모형

  • 박막의 유전율을 측정하기 위하여 항온조(DF42, Yamato) 와 LF Impedance Analyzer(4192A, Hewlett Packard)를 사용하였다. 측정 시편은 H2O/TEOS비(이하 Y 라고 함)가 Y=6, 촉매인 CH3COOH양이 3.
  • 솔의 초기점도를 측정하기 위하여 개량형 오스트왈드(Ostwald) 점도계(蕪水化學器械工業株式會社)를 이용하였다. 측정 방법은 각각의 조성비에 따라 제작된 솔의 최초 점도를 측정하였다.
  • 조성비에 따른 점도 변화를 측정하기 위하여 개량형 오스트왈드(Ostwald) 점도계(蕪水化學器械工業株式會社)를 이용하였다. 측정 방법은 각각의 조성비에 따라 제작된 출발용액에 촉매인 CH3COOH의 양을 3.
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참고문헌 (14)

  1. M. Jokinen, H. Rahiula, J. B. Rosenholm, T. Peltola and I. Kangasniemi, 'Relation between aggregation and Heterogeneity of Obtained Structure in Sol-Gel Derived CaO- $P_2O_5$ - $SiO_2$ ,' J. Sol-Gel Sci. Tech., 12, pp.159-167, 1998 

    상세보기 crossref

  2. J. Jarzycki, 'Past and Present of Sol-Gel Science and Technology', J. Sol-Gel Sci. Tech., 8, pp. 17-22, 1997 

    상세보기 crossref

  3. Edited by R. Gerhard-Multhaupt, 'Electrets', Laplacian Press Third Edition in Two Volumes, pp. 1-11, 1998 

  4. H. Schmidt, 'New Type of Non-Crystalline Solids between Inorganic and Materials', J. Non-Crystalline Solid, 73, pp. 681-691, 1985 

    상세보기 crossref

  5. Hao-Hsin Huang, Bruce Orier and Garth L. Wilkes, 'Hybrid Materials Incorporating Polymeric/Oligomeric Species with Inorganic Glasses by a Sol-Gel Process', Polymer Bulletin, 14, pp. 557-564, 1985 

    상세보기 crossref

  6. Hao-Hsin Huang, Bruce Orier and Garth L. Wilkes, 'Structure-Property Behavior of New Hybrid Materials Incorporating Oligomeric Species into Sol-Gel Glasses', Macromolecules, 20, pp. 1322-1330, 1987 

    상세보기 crossref

  7. T. Adachi and S. Sakka, 'The Role of N-Dimethyl-Formamide, A DCCA, In the Formation of Silica Gel Monoliths by Sol-Gel Method', J. of Non-Cryst, Solids, 99, pp. 118-128, 1988 

    상세보기 crossref

  8. Yamane, M., Inoue, S. and Yasumori, A., J. Non-Cryst, Solids, 63, pp. 13-21, 1984 

    상세보기 crossref

  9. Brinker, C. J., J. Non-Cryst. Solids, 100, pp. 31-50, 1988 

    상세보기 crossref

  10. Pope, E. J. A. and Mackenzie, J. D., J. Non-Cryst. Solids, 87, pp. 185-198, 1986 

    상세보기 crossref

  11. Keefer, K. D., 'Better Ceramic through Chemistry', North-Holland, New York, pp. 15-24, 1984 

  12. B. Jaffe, 'Piezoelectric Ceramics', Academic Press, 1971 

  13. 桑原 誠, 'セラミシクスの評價法', セラミシクス, 24, 6, p. 566-573, 1989 

  14. N. Setter and L. E. Cross, 'The role of B-Site Cation Disorder in Diffuse Phase Transition Behavior of Perovskite Ferroelectrics', J. Appl. Phys., 51, 8, pp. 4356-4360, 1980 

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