대한전자공학회논문지SD (Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SD)

대한전자공학회 (The Institute of Electronics and Information Engineers)
권호 표지

진공증착법으로 제작한 PVDF 박막의 증착 조건에 따른 특성변화에 관한 연구

A Study on the Properties of the PVDF Thin Film Prepared by Vacuum Deposition with Varying the Deposition Condition

  • 장동훈 (인하대학교 전자재료공학과) ;
  • 강성준 (여수대학교 반도체ㆍ응용물리학과) ;
  • 윤영섭 (인하대학교 전자전기공학부)
  • 발행 : 2003.08.01
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초록

본 연구에서는 전압을 인가하는 진공 증착법으로 PVDF 박막을 제작하였으며, PVDF 박막들의 적외선 흡수 분포 결정화 특성을 분석한 결과, 조건에 따른 표면 형상 등의 분석을 기초로 하여 β 상을 가지는 PVDF 박막의 증착을 위한 조건을 구하였다. 적외선 흡수 분포를 통하여 제작된 PVDF 박막의 상을 조사하였으며, 기판 온도와 인가 전압이 각각 30℃ 에서 90℃ 로, 0kV 에서 9kV 로 증가하면서 64% 이상의 β 결정화 특성을 나타내었는데 이는 기판온도와 인가 전압의 증가에 따라 P 상으로의 상변이가 더 용이하게 이루어질 수 있음을 의미하는 것이다. 한편, 기판 온도가 증가함에 따라서 제작된 PVDF 박막의 표면 거칠기는 65.1nm 에서 36.6nm 로 감소하는 특성을 나타내었다. 이러한 결과들을 기초로 β형 PVDF 박막을 위한 최적 증착조건을 구하였으며, 이 최적 증착조건을 이용하여 PVDF 박막을 제작하여 유전특성을 측정한 결과, 비유전률과 유전손실은 주파수가 증가함에 따라 각각 2.34 에서 0.44 로, 0.27 에서 0.04 로 감소하였다.

We prepare the PVDF thin film using vacuum deposition method with the application of voltage and obtain the optimum deposition condition for $\beta$-PVDF thin film on the basis of the results of FT-IR, crystallinity of $\beta$ phase, surface roughness studies with varying the condition. The phase of PVDF thin film is analyzed by the FT-IR spectrum. When the substrate temperature and applied voltage increase from 3$0^{\circ}C$ to 9$0^{\circ}C$ and from 0kV to 9kV, respectively, the crystallinity of $\beta$ phase is introduced as large as 64%. It means that the substrate temperature and applied voltage allow the phase transition of $\beta$ phase to occur more easily. Also, the surface roughness of PVDF thin film decreases from 65.1nm to 36.6nm with the increase of substrate temperature. In results, we obtain the optimum deposition conditions for $\beta$-PVDF thin film from these experimental results and measure the Properties of the $\beta$-PVDF film deposited in the optimum condition. The dielectric properties such as dielectric constant and loss tangent decrease from 2.34 to 0.44 and from 0.27 to 0.04 with the increase of frequency, respectively.

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