Ionized Cluster Beam(ICB) 방법을 이용하여 Polyimide(PI) 박막을 증착시켰다. 증 착된 PI 박막의 결정성과 이미드화의 정도를 투과전자현미경(TEM)과 적외선 분광 스펙트럼 (FT-IR)을 이용하여 분석하였다. 최적의 조건에서 증착된 PI 박막은 이미드화가 최대로 증 가하였고 결정구조를 가짐을 관찰할 수 있었다. 이것은 다른 방법으로 제작된 PI 박막과 비 교할 때 훨씬 우수한 것이다.
연성인쇄회로기판에 사용되는 스크린 프린팅(screen-printing, SP) Ag/폴리이미드(polyimide, PI) 구조의 필 테스트 시 필링 속도 및 박막 적층 구조가 필 강도에 미치는 영향을 분석하기 위해, PI/SP-Ag, PI/SP-Ag/전해도금 Cu, 전해도금 Cu/SP-Ag/PI의 3가지 적층 구조에 대해 필링 속도에 따른 90° 필 테스트를 수행하였다. PI 박막을 필링하는 2가지 구조에서는 필링 속도에 상관없이 필 강도가 거의 일정하게 유지된 반면, Cu/Ag 금속 박막 필링 구조에서는 필링 속도가 증가할수록 필 강도가 크게 증가하는 경향을 보였다. 이는 필링 속도에 따른 90° 굽힘 소재의 소성변형에너지 차이에 기인한 것으로 판단된다. 인장속도에 따른 인장 시험 결과, 변형 속도 증가에 따른 Cu/Ag 금속 박막의 유동응력 및 인성 증가가 Cu/Ag/PI 구조에서의 필링 속도에 따른 금속 박막의 90° 굽힘 소성변형에너지 및 필 강도 증가의 주 원인으로 판단된다. 반면, 점탄성 소재인 PI의 경우 변형 속도에 따른 기계적물성 차이가 금속에 비해 상대적으로 작아서, PI/Ag 및 PI/Ag/Cu 구조에서는 필링 속도에 따른 PI의 90° 굽힘 소성변형에너지 및 필 강도 변화가 상대적으로 적은 것으로 판단된다.
Q switch mode 혹은 Fixed Q mode Nd-YAG 레이저 어블레이션법으로 (100)Si 기판위에 SmCo 박막을 증착하였다. 증착시 Sm$_{100-x}$Co$_{x}$ (73$\leq$x$\leq$93) 조성의 타겟을 사용하였고, 기판온도는 600~$700^{\circ}C$ 변화시켰으며 각 mode 에너지를 조절하였다. Q switching mode로 증착된 박막의 4$\pi$Ms, $_{i}$H$_{c}$ 및 4$\pi$M$_{r}$/4$\pi$M$_{s}$는 각각 5.2~7.7 kG, 190~250 Oe, 0.4~O.74이었다. 반면, Fixed Q mode로 얻어진 박막의 $_{i}$H$_{c}$, 4$\pi$M$_{r}$/4$\pi$M$_{s}$는 각각 430~6290 Oe, 0.32~0.91로 훨씬 양호한 경자기 특성이 나타났다. 후자의 자기특성은 박막에 존재하는 입자(droplet)내 SmCo$_{5}$ 와 Sm$_2$Co$_{17}$상의 생성에 의한 것으로 판단된다. 입자의 존재로 인한 박막표면의 거칠기는 향후 연구에서 해결되어야 할 문제점으로 확인되었다.문제점으로 확인되었다.었다.
분광광도계로 측정된 반사율 데이터를 활용하여 다층박막 각 층의 두께를 푸리에 변환 방법으로 결정하였다. 이를 위하여 이론적인 3층 다층박막 반사율 데이터를 생성하고 자체 작성한 Matlab 프로그램으로 델타함수의 피크 발생위치로부터 각 층의 두께를 결정하였으며, 박막의 광학적 두께가 730 nm 이상이 되는 경우 결정된 두께 오차는 1.0% 이하임을 알 수 있었다. 이 방법을 사용하여 바 코팅 방법으로 제작된 PI-(얇은 $SiO_2$)-PI 다층박막의 두께를 결정하고 그 결과를 SEM 측정결과와 비교하였다. 본 두께측정 방법은 각 층의 굴절률과 박막의 순서를 미리 인지하고 있어야 하는 단점이 있으나, 비파괴적인 방법으로 빠르게 다층 박막의 두께 분포를 결정할 수 있는 방법임을 확인하였다.
RF 마그네트론 스퍼터링법으로 투명 PI 기판 위에 상온 증착된 ITO(indium tin oxide) 박막을 여러 온도(50, 100, 150 그리고 200℃)에서 열처리하였다. 열처리 온도에 따른 ITO 박막의 전기적, 광학적 특성과 결정성의 변화를 조사하였다. 상온 증착된 ITO 박막은 비정질 구조를 가지며 열처리 온도가 증가할수록 결정성과 결정립 크기가 증가하였다. 이러한 구조적 변화와 더불어 전하 캐리어 농도와 이동도가 증가함으로써 비저항은 열처리 온도가 50℃에서 200℃로 증가함에 따라 2.93 × 10-3 Ω·cm에서 1.21 × 10-4 Ω·cm로 감소하였다. ITO가 증착된 PI 기판의 투과도는 열처리함으로써 감소하였다. 50~150℃ 온도에서는 81 % 이상이었고 200℃에서는 78 %로 상당히 감소하였다.
분자내 전하이동(intramolecular charge transfer, ICT)이 가능한 도너-$\pi$-억셉터(D-$\pi$-A)타입의 발색단 을 근간으로 한 폴리머를 신규 합성하였다. 이 폴리머는 UV-visible spectra 측정결과 용액 상태에서 뿐만 아니라 고체박막 상태에서도 카르보닐기(carbonyl group)에서 기인하는 흡수와 함께 ICT에 의한 장파장 영역에서의 흡수가 관 찰되었다. $Eu^{3+}$ 이온의 첨가에 의해 장파장영역에서 일어나는 흡수의 적색이동(red shift)을 유도하였으며, 더불어 용 액과 박막의 색상도 황색에서 적색으로 변화하는 것이 관찰되었다. 합성된 고분자의 형태 및 유기 용매에 대한 용해도 는 가교제의 함량에 따라 다양한 특성을 나타내었다. 또한, 첨가된 가교제의 함량과 $Eu^{3+}$ 이온의 첨가는 성막 특성의 향상을 유도하였다.
본 연구에서는 폴리이미드 박막위에서의 수직 및 수평배향에서 혼합액정의 배향 특성에 대해서 연구하였다. 혼합액정은 러빙을 이용하여 배향처리하였으며, 러빙에 사용된 폴리이미드 박막은 알킬기를 Side Chain으로 가진 수직배향용 배향막과 그렇지 배향막으로 나누어서 프리틸트각 특성을 측정하였다. 실험결과 혼합액정을 사용하여 양호한 배향상태를 얻을 수 있었으며, 고온에서의 열안 정성에서도 우수한 특성을 보이는 것을 알 수 있었다. 또한 프리틸트각의 발생 원리를 이해하기 위해서 접촉각 측정을 실시하였으며, 이 둘이 밀접한 상관관계를 갖고 있음을 알 수 있었다.
본 연구에서는 나노 스케일 SOI 소자의 최적 설계를 위하여 multi-gate 구조인 Double 게이트, Triple 게이트, Quadruple 게이트 및 새로이 제안한 Pi 게이트 SOI 소자의 단채널 현상을 시뮬레이션을 통하여 분석하였다. 불순물 농도, 채널 폭, 실리콘 박막의 두께와 Pi 게이트를 위한 vertical gate extension 깊이 등을 변수로 하여 최적의 나노 스케일 SOI 소자는 Double gate나 소자에 비해 단채널 특성 및 subthreshold 특성이 우수하므로 채널 불순물 농도, 채널 폭 및 실리콘 박막 두께 결정에 있어서 선택의 폭이 넓음을 알 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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