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이온빔 스퍼터링으로 증착한 $TiO_2$박막의 광학적 특성 및 응용
Optical properties and applications of $TiO_2$ films prepared by ion beam sputtering

이정환   (㈜피앤아이 기술연구소CC0033467  ); 조준식   (㈜피앤아이 기술연구소CC0033467  ); 김동환   (고려대학교 금속공학과UU0000159  ); 고석근   (㈜피앤아이 기술연구소CC0033467  );
  • 초록

    이온빔 스퍼터링을 사용하여 유리 기판위에 $TiO_2$ 박막을 증착하고 광학적, 구조적 특성을 분석한 후 실제 반사 방지막을 제작하였다. 박막 증착은 상온에서 실시하였으며 이온빔 전압을 1.2 kV 이온빔 전류 밀도를 200 $\mu\textrm{A}/\textrm{cm}^2$ 로 고정하였다. 방전가스로 아르곤과 산소 가스를 사용하였으며 $O_2$ /Ar비를 변화시켜 박막을 증착하고 각 박막의 특성을 분석하였다. 증착된 박막은 비정질이었고 $O_2$ /Ar비가 1일 때 화학량론적인 조성비를 나타내었다. 증착된 박막의 표면 거칠기는 7 $\AA$ 이내의 낮은 값을 보였으나 과량의 산소분위기에서는 그 값이 50 $\AA$ 이상으로 증가하였고 이로 인해 투과도가 감소하는 경향을 보였다. 증착된 $TiO_2$ 박막의 굴절률은 2.40-2.45값을 나타내었고. $O_2$ /Ar 비가 0.25-1사이에서 높은 투과도를 나타내었다. 이온빔 스퍼터링으로 $SiO_2$ / $TiO_2$ 6층 반사 방지막을 제작하여 가시 광선 영역에서 약 1%이하의 반사율 특성을 갖는 박막을 증착할 수 있었다.


    Amorphous $TiO_2$ thin films were deposited on glass substrates by ion beam sputtering in which the ratio of $O_2$ /Ar gas used as discharged gas was varied from 0 to 2. After optical and microstructure properties and chemical composition of thin films was analyzed, antireflection coating layers were fabricated with $SiO_2$ / $TiO_2$ multi-layers. Thin films deposition was performed at room temperature and ion beam voltage and ion current density for sputtering of target were fixed at 1.2 kV and 200 $\mu\textrm{A}/\textrm{cm}^2$ , respectively. Refractive indexs of the deposited $TiO_2$ films were 2.40-2.45 at a wavelength of 633 nm. $TiO_2$ films had high transmission and stoichiometry when ratio of $O_2$ /Ar was 1. Rms roughness of deposited $TiO_2$ film was below 7 $\AA$ . In excessive $O_2$ environments, however Rms roughness increased over 50 $\AA$ . Transmittance decreased by scattering of rough surface. Reflectance of $SiO_2$ / $TiO_2$ multi-layers was below 1% in visible light.


  • 참고문헌 (12)

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 저자의 다른 논문

  • 김동환 (53)

    1. 1996 "DMEAA를 이용한 알루미늄 PACVD법의 개발" 電子工學會論文誌. Jounnal of the Korea institute of telematics and electronics. A. A a33 (10): 98~106    
    2. 1997 "CdTe계 태양전지에 응용되는 ZnTe 박막의 전기화학적 제조 및 Cu 도핑 연구" 한국재료학회지 = Korean journal of materials research 7 (10): 856~862    
    3. 1998 "박막형 CdTe 태양전지" 전기전자재료 = Bulletin of the Korean institute of electrical and electronic material engineers 11 (9): 60~64    
    4. 1998 "근접승화법을 이용한 CdTe박막의 성장에 관한 연구" 한국재료학회지 = Korean journal of materials research 8 (5): 383~393    
    5. 2000 "이온빔 스퍼터링 증착 ITO 박막의 미세 구조와 전기적 특성" 태양에너지 = Solar energy 20 (2): 55~65    
    6. 2002 "SLS 다결정 실리콘 TFT 소자의 불량분석에 관한 연구" 전기전자재료학회논문지 = Journal of the Korean institute of electronic material engineers 15 (11): 969~975    
    7. 2003 "Photocurrent Improvement by Incorporation of Single-Wall Carbon Nanotubes in TiO2 Film of Dye-Sensitized Solar Cells" Bulletin of the Korean Chemical Society 24 (10): 1501~1504    
    8. 2003 "Molybdenum 게이트를 적용한 저온 SLS 다결정 TFT′s 소자 제작과 특성분석에 관한 연구" 전기학회논문지. The transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers. C/ C, 전기물성·응용부문 52 (6): 235~240    
    9. 2003 "이온빔으로 조사된 ITO 전극 표면이 유기 EL 소자성능에 미치는 영향" 한국재료학회지 = Korean journal of materials research 13 (3): 191~194    
    10. 2003 "전착법에 의한 Fe-45 wt%Ni-P 합금의 조직과 자기적 성질에 관한 연구" 한국표면공학회지 = Journal of the Korean institute of surface engineering 36 (6): 461~465    

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