물결 구조를 적용한 비정질 이산화규소 박막의 신축성 향상

Abstract

최근 유연소자에 대한 연구가 활발해지면서, 유연소자를 위한 봉지재료의 필요성도 같이 대두되고 있다. 봉지재료는 소자를 외부환경으로 보호하며, 전기적으로 절연 시켜주는 역할을 한다. 특히, 유기발광다이오드(Organic Light Emitting Diode)와 같이 유연성은 좋으나 수분에 매우 취약한 소자를 위해서 얇지만 투명하고 수분투습도가 매우 낮은 봉지재료에 대한 연구가 진행되고 있다. 그 중 비정질 이산화규소(Silicon dioxide)는 얇고 투명하지만 밀도가 높아 수분투습도가 낮아 차세대 봉지재료로 많이 연구되고 있다. 특히, 실리콘 단결정 웨이퍼에 열적 산화를 시켜서 성장시킨 이산화규소 경우, 다른 비정질 박막에 비해 밀도가 매우 높고, 공동(pin hole)과 결함(defect)이 거의 없어 얇은 두께에서 낮은 굽힘 저항성(flexural rigidity)과 매우 낮은 수분투습도를 가진다. 하지만 이러한 장점에도 불구하고 열적 산화된 이산화규소는 매우 낮은 탄성한계, 파단연신율과 신축성을 가지는 특성 때문에 상용화에 쉽게 다가가지 못하고 있다. 본 연구에서는, 일축인장시험을 통해서 평평한 비정질 이산화규소 단일막의 항복강도와 탄성한계를 파악하고, 실리콘 기판을 다양한 물결모양으로 식각하여 물결모양의 이산화규소 박막을 제작하였다. 또한 단일막의 탄성한계와 물결구조의 이산화규소 박막의 신축성과의 상관관계를 분석 및 물결구조의 특징과 모양에 따른 기계적 특성을 분석하였다.