투명 스트레처블 봉지재료용 비정질 알루미나 박막의 합성 및 기계적 특성

Abstract

최근 유연소자 및 스트레쳐블 디바이스의 연구가 활발히 진행됨에 따라 소자의 절연층 및 봉지재료로 각광을 받고 있는 비정질 알루미나에 관한 연구도 함께 진행되고 있다. 원자층 증착법을 이용해 증착한 비정질 알루미나는 높은 밀도와 투과도 및 박막의 높은 균일성과 대면적화 가능성이라는 장점이 있지만 높은 증착온도와 비정질 구조로 인한 인장 취성 거동으로 인해 상용화에 어려움을 겪고 있다. 이러한 문제점들을 개선하기 위해 비정질 알루미나의 저온 증착 및 나노 스케일에서의 기계적 성질 평가에 대한 연구가 진행되고 있다. 최근 연구에 따르면 세라믹 재료와 같은 인장 취성 거동을 갖는 재료의 두께가 감소할수록 이론 강도에 가깝게 강도가 증가한다는 연구가 보고된 바 있으며, 재료의 연신율도 함께 증가할 가능성을 갖고 있다. 따라서 본 연구에서는 원자층 증착법으로 고온 증착한 비정질 알루미나의 성능과 비슷한 성능을 갖는 저온 공정의 비정질 알루미나를 제작하고, 비정질 알루미나 박막의 기계적 물성을 측정하기 위해 접속이온빔장비를 이용해 인장시편을 제작한 후 push-to-pull 방법으로 인장실험을 진행하였다. 또한 봉지재료의 성능을 평가하기 위해 가속환경에서 칼슘테스트를 진행하여 수분투습도를 측정하였다.