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증발 및 스퍼터링에 의해 제조된 박막의 응력 비교

전문가 제언: ○ 박막의 내부응력과 불균일 구조는 개별적으로 적용할 때 기능장애의 원인이 되며 또한 새로운 재료특성을 제어하여 만들어주는 것을 가능하게 하기도 한다. 내부응력이 심하면 코팅층은 균열이나 굽힘이 발생하고 응력파괴가 발생할 수도 있다. 내부응력은 또한 응착력에 영향을 주어 박막박리의 원인이 될 수 있다. 따라서 내부응력을 원하는 대로 조절할 수 있기 위해서는 먼저 박막내부의 응력메커니즘을 바르게 이해하여야 한다. Koch의 연구는 이런 관점에서 가치가 있는 논문이다.

○ 에피택시박막은 어떤 결정이 다른 결정의 표면에서 특정한 방위관계를 취해 성장시킨 고품질의 박막을 만들 수 있어서 결정성이 우수한 박막을 성장할 때 사용된다. 에피택시 증착은 또한 복잡한 전자 및 광전자 기기를 개발하는 유용한 수단이 되었다.

- 우리나라에서는 천연적인 다이아몬드의 합성(2007, 한국보석감정원 배상덕), 고휘도의 LED의 제작, 초고밀도 자기저장매체 개발 등에 쓰이는 나노유기재료의 일종인 블록공중합체의 구조를 수 마이크론 범위까지 완벽하게 조절할 수 있는 반도체 나노공정기술(2003, 삼성SDS, 김상욱) 등의 연구가 수행되었으며 그러나 Koch의 연구에서 지적한 것처럼 스퍼터 된 에피택시박막의 내부응력에 대한 연구가 거의 없으므로 이 분야에 대한 연구를 활성화 할 필요가 있다.

○ Koch의 연구에서는 열증발식 증착과 스퍼터 증착으로 제작한 박막들의 내부응력 메커니즘에 대해서만 검토하였다. 그 외에도 박막제조 방법은 화학증착법, 전기도금 등 다양한 방법이 있어서 여러 가지 다른 방법으로 증착한 박막들의 내부응력에 대한 연구도 추가로 필요할 것이다. 또한 Koch의 논문은 Fe나 Al 등 비교적 연성이 큰 단일물질을 주 대상으로 하였는데 DLC와 같은 취성이 큰 박막재료나 화합물들에 대한 내부응력에 대해서도 검토해 볼 필요가 있을 것이다. 박막의 증착에 사용하는 모재들은 Koch의 연구에서 사용한 mica나 MgO 보다 훨씬 다양하다. 따라서 내부응력에 대한 모재의 영향(조도 등)에 대한 연구도 필요할 것이다.

저자: R. Koch
자료유형: 학술정보