박막의 특성이 열물성에 미치는 영향
Effects of characteristics of thin films on Thermal properties
- 주제(키워드) 열물성 , 박막 , thin film
- 발행기관 아주대학교 일반대학원
- 지도교수 김창구
- 발행년도 2008
- 학위수여년월 2008. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 에너지시스템학부
- 본문언어 한국어
초록/요약
비접촉식 방법 중 광열효과를 이용한 광열편향법으로 순수금속을 대상으로 벌크(bulk)형태인 단층재료와 비금속 재료를 대상으로 단층구조와 기판(substrate)위에 박막이 있는 다층구조의 열전도계수를 실험적으로 측정하였다. 또한 박막의 두께에 따른 열전도계수의 관계를 알아보았다. 그 결과 동일한 재료가 벌크(bulk) 형태일 때보다 박막 형태일 경우의 열전도계수가 더 낮게 나왔고, 박막의 두께가 감소할수록 열전도계수가 감소하였다. 이러한 열전도계수의 차이는 포논(phonon)의 이동 메커니즘 차이 때문에 나타난다고 설명할 수 있었다. 따라서, 본 연구에서는 광열효과를 이용한 비접촉식 열전도계수 측정기술을 확보하였고, 이를 통하여 문헌상에 없는 마이크로 이하 크기의 박막재료에 대한 열전도계수를 정량적으로 측정하였다. 또한 재료의 형태에 따른 열전도계수의 차이를 비교하였고, 박막의 특성이 열전도계수에 미치는 영향을 알 수 있었다. 더 나아가 마이크로 열전달 메카니즘을 확립 할 수 있었다.
more초록/요약
Non-contact methods such as the phtothermal deflection method were used to measure thermal conductivity and diffusivity of metal and nonmetal thin films with single or multiple layers. Therefore, it is known that the thermal conductivity of thin films may be different from the bulk values due to differences in the phonon transport mechanisms between thin films and the bulk material. It was found that thermal properties of thins films depended on the thickness of the films in the range of 1 μm and process conditions. In the result, Thermal conductivity of thin film decreases in the same specimen as the thickness decreases. This behavior could be explained by the microscale heat transfer mechanism.
more목차
1. 서론 = 1
1.1 열물성의 중요성 = 1
1.2 연구 목적 = 3
2. 이론 = 4
2.1 광열효과 = 4
2.2 박막 증착 방법 = 6
2.2.1 플라즈마화학기상증착(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition, PECVD,) = 6
2.2.2 스퍼터링(Sputtering) = 9
3. 실험 = 12
3.1 박막재료 선정 = 12
3.1.1 Si₃N₄ = 12
3.1.2 Al = 13
3.1.3 TiO₂ = 13
3.2 박막 제작 = 14
3.3 열전도계수 측정 = 16
4. 결과 및 고찰 = 19
4.1 측정장치 검증 = 20
4.2 박막의 열전도계수 측정 = 24
5. 결론 = 37
참고문헌 = 39
