듀얼 마그네트론 스퍼터링 방법으로 제작된 VOx 박막의 트라이볼로지 특성 (Tribological Properties of VOx Thin Films Fabricated by Dual Magnetron Sputtering)

서지정보

· 발행기관 : 대한전자공학회
· 수록지 정보 : 전자공학회논문지 / 61권 / 5호 / 23 ~ 28페이지
· 저자명 : 김필중, 박용섭

초록

VOx 박막은 4인치 V2O5 타겟이 양면에 부착된 듀얼 마그네트론 스퍼터링(dual magnetron sputtering) 장치를 이용하여 증착하였다. 듀얼 V2O5 타겟의 RF 파워의 증가에 따라 VOx 박막을 증착하였고, 증착된 박막의 표면, 구조, 트라이볼로지 특성들을 고찰하였다. RF 파워의 증가에 따라 증착된 VOx 박막들은 더욱 균일하고 밀도 있게 성장되었으며, 박막내 V 원자의 비율은 26 %에서 37 %까지 증가되었다. 또한 RF 파워의 증가에 따라 증착되어진 VOx 박막의 XRD 분석에서 V2O5의 주피크는 형성이 되지 않았지만 작은 결정성 나타내는 V2O3(113) 피크는 확인되었고, RF 파워의 증가에 따라 피크의 강도는 증가하였다. 또한, RF 파워의 증가는 VOx 박막의 표면에서 접촉각 값의 크기를 증가시켜 친수 특성이 감소되는 것을 확인하였다. 이러한 결과들은 박막 증착시 RF 파워의 증가가 스퍼터링 효과를 증가시키고, 스퍼터링 효과에 따른 박막 표면에서 미소 결정성을 지닌 작은 grain 형성과 분포가 늘어나게 되며, 이는 박막내 V 원자 결합 비율이 증가하기 때문이다. RF 파워 증가에 따라 증착된 VOx 박막의 물리적 특성인 경도와 탄성계수 값은 증가되었고, 기판과 박막과의 접착력을 나타내는 임계부하값이 증가되었다. 결론적으로, VOx 박막 증착시 RF 파워의 증가는 스퍼터링 효과를 증가시키고 박막 내 이온들의 결합력을 증가시켜 박막의 치밀도를 증가시켜 견고한 조직이 형성되기 때문에 VOx 박막의 트라이볼로지 특성을 향상시켰다고 판단되어진다.

영어초록

The VOx thin film was deposited using a dual magnetron sputtering system with two 4inch V2O5 target. VOx thin films were deposited according to the RF power, and the surface, structural, and tribological properties were investigated. The increase in RF power during the deposition of VOx thin films grew the thin films more uniformly and densely, and the proportion of V atoms in the thin films was increased from 26 % to 37 %. In addition, the crystalline property of the VOx thin film deposited with the increase in RF power did not affect the main crystallinity, but a V2O3(113) peak indicating small crystallinity was confirmed. It was confirmed that as the RF power increased, the contact angle on the surface of thin film increased and the hydrophilic properties decreased. These results show that the sputtering effect increases with the increase in RF power, which is related to an increase in nano-crystallinity with small grain distribution on the surface due to an increase in the ratio of V atoms in the thin film. The the hardness and elastic modulus values of the VOx thin film increased with the increase in RF power, and the critical load value, which indicates the adhesion between the substrate and the thin film, increased. As a result it is believed that the RF power increases during the film deposition was related to the improvement of the sputtering effect, and also, attributed to the increase of the binding force in ion networks. In the result, the improvement of tribological properties in the VOx films is related to the increase of the RF power during the film deposition.

참고자료

· 없음