이산화규소 박막의 변형 특성 분석 및 유연성 소자 적용 가능성 평가

Abstract

최근 웨어러블 디바이스와 같은 유연성 소자의 수요가 증가함에 따라 전자기기의 부동층, 절연층 등으로 사용되는 이산화규소 박막의 유연성을 증가시키기 위한 연구가 많이 진행되고 있다. 일반적인 무기재료의 경우 핀홀과 같은 재료 내에 존재하는 결함이 크랙의 발생 원인으로 작용하여 낮은 변형률을 가지고 있어 유연성 소자에 적용하기 어려웠지만, 나노스케일 두께를 가진 무기재료 박막은 두께가 감소함에 따라 결함이 존재할 수 있는 부피가 감소하여 확률론적으로 결함의 수가 감소하여 변형 특성이 향상된다. 이산화규소 박막의 다양한 증착 방법 중 솔루션 공정인 솔겔 공정은 넓은 면적을 균일하게 코팅이 가능하고 두께 조절이 쉬우며 생산 단가가 다른 공정에 비해 낮은 장점이 있어 이산화규소 박막의 제작 방법으로 많은 연구가 진행되고 있다. 하지만 솔겔 공정으로 제작한 나노스케일 두께 이산화규소 박막의 경우 샘플 제작 공정 및 물성 분석이 어려워 기계적 물성 관련 연구가 부족한 상태이다. 본 발표에서는 솔겔 공정을 이용하여 나노스케일 두께의 이산화규소 박막을 제작하고 유연 특성을 분석하였다. 솔겔 공정으로 제작된 이산화규소 박막의 미세구조와 투과도는 TEM 분석과 UV-vis-nir 장비를 통하여 분석하였다. 기계적 물성은 in-situ 일축 인장실험을 진행하여 측정하였으며, 정확한 탄성 한계를 평가하기 위해 반복 인장 실험을 진행하였다. 또한 유연성 소자에 적용 가능성을 평가하기 위해 반복 굽힘 실험을 진행하여 임계 굽힘 곡률을 분석하였다.