투명 스트레처블 봉지재료용 비정질 알루미나 다층박막의 기계적 특성

Abstract

최근 유연소자 및 스트레쳐블 디바이스의 연구가 활발히 진행됨에 따라 소자의 절연층 및 봉지재료로 큰 각광을 받고 있는 비정질 알루미나에 관한 연구도 함께 진행되고 있다. 원자층 증착법을 이용해 증착한 비정질 알루미나는 높은 밀도와 투명도 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, 이러한 재료들이 고분자 혹은 금속과 적층구조를 이루게 되면 급진적 취성 파괴가 억제되어 연신율이 증가한다는 결과가 보고된다. 따라서 본 연구에서는 원자층 증착법으로 고온 증착한 비정질 알루미나의 성능과 비슷한 성능을 갖는 저온 공정의 비정질 알루미나를 제작하고 이론 강도 값을 갖게 되는 최대 두께를 평가하고자 한다. 또한 원자층 증착법으로 증착한 산화막과 적층 구조를 이룬 비정질 알루미나의 기계적 거동을 관찰하고자 한다. 비정질 알루미나의 인장 강도는 push-to-pull 방법을 통해 측정하였고, 접속이온빔장비를 이용해 인장시편을 제작하였다. 적층 산화물의 경우 알루미나의 두께와 적층수에 변화를 주어 기계적 거동의 변화를 관찰하였다.