에어로졸 증착 공정을 통해 제작한 Al2O3 코팅층의 Al2O3 입자 크기에 따른 성막 메커니즘 연구 = Study of Deposition Mechanism of Al2O3 Films According to Al2O3 Particle Size via Aerosol Deposition Process

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Al2O3 powders with particle sizes of 0.35 μm, 0.5 μm, 1.5 μm, and 2.5 μm are deposited onto glass and Cu substrates using the aerosol deposition (AD) process. The deposition characteristics of Al2O3 films using those four types of Al2O3 powders are investigated to determine the influence of the particle size on the films. To observe detailed micro-structures of the films, the cross-section and surface morphology are observed. Then, the crystalline size and internal strain are calculated from X-ray diffraction peaks in order to confirm the hammering effect as well as the micro-strain during the AD deposition. From the above results, deposition mechanisms related to the particle size are studied. The results of this study indicate the optimal particle size and formation mechanisms for dense Al2O3 film with a smooth surface roughness as well as for a porous Al2O3 film with a rough surface roughness.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

0.35 μm, 0.5 μm, 1.5 μm 및 2.5 μm의 입자 크기가 다른 Al2O3 분말이 에어로졸 증착 공정을 통해 유리 기판과 구리 기판에 증착되었다. 입자 크기가 코팅층 성막에 미치는 영향을 알아보기 위해 네 종류의 Al2O3 분말을 사용하여 코팅된 Al2O3 필름의 성막 특성을 조사하였다. Al2O3 필름의 미세구조를 자세히 분석하기 위해, 단면과 표면 형상을 관찰하였다. 또한, 증착이 일어나는 동안 미세 변형과 망치 효과를 확인하기 위해 X-ray 회절 피크로부터 결정 크기 및 내부 변형을 계산하였다. 상기의 분석 결과로부터, 입자 형상과 관련지어 증착 메커니즘을 연구하였다. 본 연구에서는 거친 표면 거칠기를 갖는 다공성 Al2O3 필름뿐만 아니라 부드러운 표면 거칠기를 갖는 치밀한 Al2O3 필름 제작을 위한 최적의 입자 크기를 각각 제안하고자 한다.

참고문헌 (Reference)

1 N. Seto, 23 : 1383-, 2014

2 J. Akedo, 449 : 43-, 2004

3 D. W. Lee, 94 : 3131-, 2011

4 R. K. Nahar, 46 : 35-, 1998

5 P. J. K elly, 17 : 945-, 1999

6 T. Hübert, 201 : 487-, 2006

7 C. W. Kim, 38 : 5621-, 2012

8 S. M. Nam, 43 : 5414-, 2004

9 J. Akedo, 89 : 1834-, 2006

10 M. Lebedev, 275 : e1301-, 2005

11 D. Hanft, 6 : 147-, 2015

12 J. H. Park, 42 : 3584-, 2016

13 J. G. Liang, 265 : 632-, 2018

14 M. Y. Cho, 44 : 18736-, 2018

15 I. S. Kim, 45 : 20634-, 2019

16 이동원, "입자 사이즈에 따른 Cu 필름의 에어로졸 성막 거동에 대한 연구" 한국전기전자재료학회 30 (30): 235-240, 2017

17 Myung-Yeon Cho, "Adhesive Mechanism of Al2O3/Cu Composite Film via Aerosol Deposition Process for Application of Film Resistor" 대한금속·재료학회 15 (15): 227-237, 2019