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제안 방법
- 있다. 4, 5) ITO 박막을 포함한 투명 전도막들은 구조적, 전기적, 광학적인 성질에 대하여 많은 연구가 진행되었지만 열적인 성질에 대한 연구는 상대적으로 적으며 특히 Flexible 디스플레이 제품에 대한 관심이 커지면서 열 충격에 취약한 Polymer 기판위에 증착 된 ITO 박막의 열적 특성에 대한 연구가 필요하게 되었다 본 연구에서는 최근 새로운 직접 이온 빔 증착 기술로 개발되어진 마그네트론 스퍼터형 금속 음이온 소스 (Magnetron sputter type negative metal ion source; MSNIS) 장치를 이용하여 저온에서 Polyethersulfone (PES)기판위에 ITO 박막을 증착하였으며 증착된 박막을 진공 분위기내에서 후속 열처리를 실시하여 증착조건 특히 세슘의 분압 변화와 증착 후 진공열처리 조건이 ITO/PES 박막의 물성에 미치는 영향을 고찰하였다. 전기전도도 및 광 투과도는 홀효과 측정법과 UV-Vis spectroscopy 를 이용하여 측정하였으며 열처리 전후의 결정화 상태 및 표면 형상은 X- RAY Diffraction (XRD) 및 atomic force microscope (AFM) 를 이용하여 분석하였다
- 시편증착 이전에 최적의 세슘 분압을 구하기 위하여 세슘의 분압을 1.0 X 10-3 Pa에서 2.5 X 10-3 Pa 까지 변화하며 증착된 ITO 박막의 투과도와 비저항(Electrical resistivity)을 측정하였다. 증착 중, 반응성 산소와 불활성 아르곤 기체의 유입량은 선행 연구과정을 통해 최적화된 2sccm 과 20sccm으로 일정하게 유지하였다.
- 기판온도는 K 형 열전대를 이용하여 측정하였으며 기판온도는 70oC로 일정하게 유지하였다. 증착 후 100oC, 130oC, 150oC, 그리고 170℃ 에서 20분간 3 X 10-1 Pa 의 진공 조건에서 기판히터를 이용하여 열처리하였다. 세슘분압과 후속 진공열처리에 따른 ITO 박막의 비저항의 변화는 Hall효과 측정 (HMS 3000, Ecopia Co.
- spectrophotometer를 이용하였다. 열처리에 따른 박막의 결정화는 X선 회절 분석(PANalytical Co.) 장치를 이용하였다. X선 소스는 니켈필터를 통과시켜 얻은 CuKα 파장은 1.
- 540598A 이었고 필라멘트 전류는 30 mA, scanning 속도는 2 o/min, 가속전압은 40 kV이었다. 표면열처리에 따른 박막의 두께와 평균 거칠기는 원자간력현미경(Atomic force microscope; AFMe 로 측정하였다.
- 이온화가 감소되는 경향을 보인다. 이온화 감소는 박막의 밀도를 감소시킬 수 있기 때문에 궁극적으로 ITO 박막의 전기적 광학적 특성이 저하될 것으로 사료되어 본 연구에서는 이상적인 세슘의 분압을 1.5 X 10-3 Pa 로 정하였다
- 본 연구에서는 마그네트론 스퍼터형 금속 음이온 소스를 이용하여 PES기판위에 ITO박막을 증착하고 세슘 부분압 변화와 후속 열처리 공정에 따른 전기 광학적 물성의 변화를 고찰하였다
대상 데이터
- 본 연구에 적용된 ITO/PES 박막은 Fig. 1에 나타난 MSNIS 장치로 고순도의 ITO 타겟(99.99%, In2O3 (90%)-SnO2 (10%))을 스퍼터링 하여 제작하였다. 챔버상부에 설치된 ITO 타겟(25 X 10 cm2) 으로부터 PES 기판(10 X 10 cm2) 기판까지의 거 리는 10 cm 로 일정 하게 유지하였다.
- 5 W/cm2 이 었으며 증착 시간을 조절하여 박막의 두께를 100 nm로 일정 하게 유지하였다. 기판온도는 K 형 열전대를 이용하여 측정하였으며 기판온도는 70oC로 일정하게 유지하였다. 증착 후 100oC, 130oC, 150oC, 그리고 170℃ 에서 20분간 3 X 10-1 Pa 의 진공 조건에서 기판히터를 이용하여 열처리하였다.
이론/모형
- 4, 5) ITO 박막을 포함한 투명 전도막들은 구조적, 전기적, 광학적인 성질에 대하여 많은 연구가 진행되었지만 열적인 성질에 대한 연구는 상대적으로 적으며 특히 Flexible 디스플레이 제품에 대한 관심이 커지면서 열 충격에 취약한 Polymer 기판위에 증착 된 ITO 박막의 열적 특성에 대한 연구가 필요하게 되었다 본 연구에서는 최근 새로운 직접 이온 빔 증착 기술로 개발되어진 마그네트론 스퍼터형 금속 음이온 소스 (Magnetron sputter type negative metal ion source; MSNIS) 장치를 이용하여 저온에서 Polyethersulfone (PES)기판위에 ITO 박막을 증착하였으며 증착된 박막을 진공 분위기내에서 후속 열처리를 실시하여 증착조건 특히 세슘의 분압 변화와 증착 후 진공열처리 조건이 ITO/PES 박막의 물성에 미치는 영향을 고찰하였다. 전기전도도 및 광 투과도는 홀효과 측정법과 UV-Vis spectroscopy 를 이용하여 측정하였으며 열처리 전후의 결정화 상태 및 표면 형상은 X- RAY Diffraction (XRD) 및 atomic force microscope (AFM) 를 이용하여 분석하였다
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