자기세정 패시베이션 응용을 위한 스퍼터링 장치로 제작된 WOx 박막의 물리적, 전기적 특성 (Physical and Electrical Properties of WOx Thin Films Fabricated by Sputtering Method for the Self-cleaning Passivation)

서지정보

· 발행기관 : 대한전자공학회
· 수록지 정보 : 전자공학회논문지 / 62권 / 1호 / 29 ~ 35페이지
· 저자명 : 김필중, 박용섭

초록

두 개의 텅스텐(W) 타겟을 장착한 듀얼 마그네트론 스퍼터링 장치를 이용하여 다양한 RF 파워에 따라 WOx 박막을 증착하였고, 제작된 박막의 물리적, 구조적, 전기적 특성들을 고찰하였다. WOx 박막 증착시 타겟의 RF 파워 증가는 스퍼터링 효과를 향상시켜 박막이 더욱 균일하고 치밀하게 성장되었다. RF 파워의 증가에 따라 조직적 밀도의 증가는 경도와 탄성계수 특성을 향상시켰고, 박막내 텅스텐 원자 비율이 증가된 텅스텐-산소 결합 비율을 증가시켰다. 또한 RF 파워 증가에 따라 향상된 스퍼터링 효과에 의해 박막의 결정성은 증가되었고, 박막 표면에서는 텅스텐 원자 비율 증가되어 표면거칠기 값이 증가되었으며, 표면의 소수 특성을 나타내는 접촉각 크기는 증가되었다. 또한 RF 파워 증가에 따라 전기적 특성인 비저항과 표면저항 값은 감소하였으며, 결과적으로 박막내 텅스텐 원자 비율 증가에 의한 텅스텐-산소 결합의 증가에 의해 박막의 금속성을 향상시킨 것으로 판단되어진다. 본 연구에서 확보되어진 WOx 박막의 표면거칠기, 접촉각 특성등의 표면특성과 향상된 경도등의 물리적 특성등은 기능성 박막으로써 WOx 막의 내구성에 기인하며, 반도체부터 전도체까지 전기적 저항값을 조절이 가능하기 때문에 WOx는 스마트윈도우 시장에서 자기세정이 가능한 패시베이션 코팅 소재로써 사용할 수 있음을 확인하였다.

영어초록

WOx thin films were deposited at various RF powers using a dual magnetron sputtering device equipped with two tungsten (W) targets, and the physical, structural, and electrical properties of the thin films produced were investigated. When depositing WOx thin films, increasing the RF power of the target enhanced the sputtering effect, which resulted in more uniform and dense growth of the thin films. As the RF power increased, the increase in the tissue density enhanced the hardness and elastic modulus properties, and the tungsten-oxygen bond ratio increased due to the increased tungsten atom ratio in the thin film. In addition, the crystallinity of the thin film increased due to the enhanced sputtering effect as the RF power increased, and the surface roughness value increased due to the increased tungsten atom ratio on the thin film surface, and the hydrophobic properties of the surface improved as the contact angle size increased. In addition, as the RF power increased, the electrical properties, such as resistivity and sheet resistance, decreased, and as a result, it is judged that the metallicity was improved due to the increased tungsten-oxygen bonding due to the increased tungsten atom ratio in the thin film. The surface properties such as surface roughness and contact angle characteristics of the WOx thin film secured in this study and the physical properties such as improved hardness are attributed to the durability of the WOx film as a functional thin film, and since the electrical resistance value can be adjusted from a semiconductor to a conductor, it was confirmed that WOx can be used as a passivation coating material capable of self-cleaning in the smart window market.

참고자료

· 없음