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나노인덴터에 의한 ITO / Glass 박막재의 기계적 특성
Mechanical Properties of ITO / Glass Thin Film by Indentation Method 원문보기

韓國海洋工學會誌 = Journal of ocean engineering and technology, v.21 no.1 = no.74, 2007년, pp.59 - 63  

윤한기 (동의대학교 기계공학과) ,  김도형 (동의대학교 대학원 기계공학과) ,  신도훈 (토쿠시마대학 기계공학과)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The thin film of indium tin oxide (ITO) was prepared using the inclination opposite target type DC magnetron sputtering equipment onto the glass substrate at room temperature, using oxidized ITO with In2O3 and SnO2in a weight ratio of 9:1. The elastic modulus and hardness of the ITO thin films, prep...

주제어

AI 본문요약
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제안 방법

  • 는 것에 따라 스파터 입자의 충격을 완화시켜, 화합물박막의 성막을 실온에서 가능하게 한 경사대향타겟형 DC 마그네트론 스파터 장치 (DC magnetron sputtering) 를 사용하고, 타겟에 In2C>3(90wt%) 와 SnChQOwt.%) 의 소결체, 글라스기판을 사용하여 ITO 박막을 실온에서 성막 시켰다. 이때 기판온도의 상승을 억제하기 위하여 히터를 사용흐}지 않고, 타겟과 기판까지의 거리를 300mm로 일정하게 하고 기판을 4.
  • + SnOaQOwt.%)의 소결체를 타겟으로 사용하여 글라스 기판에 ITO 박막을 성막시켰으며, ITO 박막의 기계적 특성에 대한 작업압력의 영향을 조사하였으며 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다.
  • 기판표면에 도달하는 스파터된 입자의 운동에너지와 밀접한 관계가 있는 작업압력 (P㈣:Work pressure)과 성막된 ITO 박막의 결정성의 관계를 조사하기 위하여 X선 회절을 측정하였다. Fig.
  • 3><l(rPa의 범위에서 계통적으로 변화시켰으며 기판온도의 상승을 방지하지 위하여 히터를 사용하지 않고, 실온에서 성막 하였다. 또한 증착속도에 의한 가판온도의 상승을 피하기 위하여 타겟의 전류를 낮게 억제하고 방전 시간을 30분으로 하였다. 성막중의 챔버 내의 온도는 거의 일정했다.
  • 이상의 성막조건을 Table 1에 나타내었다. 시험 편으로 글라스 기판 7개를 제작하였고, 실험결과의 평균치를 이용하여 특성치를 산출하였다.
  • 기판을 에틸알코올로 5분간 초음파세척한 후 챔버 내에 있는 치구에 글라스 기판을 설치하였다. 우선 챔버 안을 43x10% 까지 배기한 후 타겟 표면을 순도 99.99%의 Ar 가스를 이용하여 10분간 스파터 세척을 하였다. 그 후 타겟 전방의 셔터를 열어 순도 99.
  • %) 의 소결체, 글라스기판을 사용하여 ITO 박막을 실온에서 성막 시켰다. 이때 기판온도의 상승을 억제하기 위하여 히터를 사용흐}지 않고, 타겟과 기판까지의 거리를 300mm로 일정하게 하고 기판을 4.5rpm으로 회전시켜 성막 시켰으며 작의 범위에서 변화업압력(Work pressu爬)을 시켜 ITO 박막의 결정성 분석과 기계적 특성에 미치는 작업 압력의 영향을 조사하였다.

대상 데이터

  • ITO 박막은 Fig. 1의 경사대향타겟형 DC 마그네트론 스파터 장치를 사용하여 성막 시켰다. 타겟으로는 300x62x5mm의 In2Q3(90wt%)+SnQ2(10wt.
  • %)의 . 소결체를 사용하였으며 40 의 크기를 가지는 글라스를 사용하였다. 기판을 에틸알코올로 5분간 초음파세척한 후 챔버 내에 있는 치구에 글라스 기판을 설치하였다.
  • 1의 경사대향타겟형 DC 마그네트론 스파터 장치를 사용하여 성막 시켰다. 타겟으로는 300x62x5mm의 In2Q3(90wt%)+SnQ2(10wt.%)의 . 소결체를 사용하였으며 40 의 크기를 가지는 글라스를 사용하였다.

이론/모형

  • HO박막재의 기계적 특성 경도와 탄성계수를 평가하기 위하여 연속 강성측정 (Continuous stiffness measurement, CSM) 방식의 나노인덴터 (Nano indenter XP, MIS)를 사용하였다. 인덴테이션의 최대변위를 160nm로 정하였으며, 탄성계수 및 경도는 시험횟수를 8회 실시한 후 평균값을 취하였다.
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참고문헌 (10)

  1. 김도형, 윤한기, Shin D.H., Murakami, Ri-ichi (2005). 'PET에 성막된 ITO 박막재의 $O_2가스$ 분압비에 의한 광학적 및 전자파차폐 특성', 한국해양공학회 2005년도 추계학술대회논문집, pp 278-282 

  2. 정헌채, 김동현, 윤한기, 임희섭, 유윤식 (2004). 'NI 법에 의한 기계적 특성에 미치는 ZnO 박막의 기판재의 영향', 한국해양공학회 2004년도 춘계학술대회 논문집, pp 342-346 

  3. Han, J.H. (2002). 'Principal and Application of Nanoindentation Test', Journal of the KSME, Vol 42, No 11, pp 48-54 

  4. Herbert, E.G., Pharr, G.M., Oliver, W.C., Lucas, B.N. and Hay, J.L. (2001). 'On the Measurement of Stress-Strain Curves by Spherical Indentation', Thin Solid Films, Vol 398-399, pp 331-335 

  5. Hoshi, Y. and Kiyomura, T. (2002). 'ITO Thin Films Deposited at Low Temperatures Using a Kinetic Energy Controlled Sputter-Deposition Techique', Thin Solid Films, Vol 411, pp 36-41 

  6. Minami, T., Sonohara, H., Kakumu, T. and Takata, S. (1995). 'Physics of Very Thin ITO Conducting Films with High Transparency Prepared by DC Magnetron Sputtering', Thin Solid Films, Vol 270, pp 37-42 

  7. Nunes de Carvalho, C., Lavareda, G., Fortunato, E. and Amaral, A. (2003). 'Properties of ITO Films Deposited by R.F.-PERTE on Unheated Polymer Substrates-Dependence on Oxygen Partial Pressure', Thin Solid Films, Vol 427, pp 215-218 

  8. Shin, D.H., Murakami, R., Minamiguch, J. and Kim, Y.H. (2003), 'A study on the Deposition of ITO Films at Low temperature by Inclination Opposite Target type DC Magnetron Sputtering Method', International journal of Modem Physics B, Vol 17, No 8&9, pp 1229-1234 

  9. Utsumi, K., Iigusa, H., Tokumaru, R., Song, P.K. and Shigesato, Y. (2003). 'Study on In2O3-SnO2 Transparent and Conductive Films Prepared by D.C. Sputtering Using High Density Ceramic Targets', Vol 445, pp 229-234 

  10. Zeng, K., Zhu, F., Hu, J., Shen, L., Zhang, K. and Gong, H. (2003). 'Investigation of Mechanical Properties of Transparent Conducting Oxide Thin Films', Thin Solid Films, Vol 443, pp 60-65 

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