솔겔 공정을 이용한 고연신 이산화규소 박막의 제조

Abstract

최근 다양한 전자기기의 사용이 증가함에 따라 무기재료의 절연체, 확산 장벽 등으로 활용이 증가하여 무기재료에 대한 연구가 많이 진행되고 있다. 하지만 일반적인 무기재료의 경우 낮은 변형 특성 때문에 유연성 소자에 적용하기엔 어려움이 있다. 매크로 스케일에서의 무기재료의 경우 재료 내부에 존재하는 핀홀과 결정립계 같은 결함들이 크랙 발생의 원인으로 작용하여 쉽게 파단이 발생하게 된다. 반면에 나노스케일 두께를 가진 무기재료 박막의 경우 두께가 감소함에 따라 확률론적으로 결함의 수가 감소하여 특정 두께 이하에서는 결함이 존재하지 않게 되어 이론 강도에 가까운 강도 값을 가지게 된다. 이 경우 소재의 탄성계수는 변화 없이 강도 값만 증가하기 때문에 나노스케일 두께의 박막의 경우 높은 변형률을 가지게 된다. 하지만 나노스케일 무기재료의 경우 샘플 제작 및 실험이 어려워 기계적 물성에 대한 연구가 부족한 상태이다. 본 발표에서는 솔겔 공정을 이용해 제작한 나노스케일 두께의 SiO2 박막의 유연특성을 인장실험을 통하여 분석하였다. TEM 분석을 통하여 SiO2 박막의 미세구조가 비정질구조인 것을 확인하였다. SEM 내에서 일축 인장 실험을 진행하여 SiO2 박막의 기계적 물성을 분석하였으며, 보다 정확한 탄성한계를 분석하기 위해 반복인장 실험을 진행하여 유연 특성을 분석하였다.