PECVD로 증착된 불화 유기박막의 특성 평가

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기타언어초록

Plasma Polymerization를 이용하여 Teflon-like 불화 유기 박막을 Si, $SiO_2$, Al, TEOS 위에 증착하였다. Difluoromethane $(CH_2F_2$)에 Ar, $O_2$, 그리고 $CH_4$를 첨가하여 첨가 가스에 따른 불화 유기 박막의 특성을 평가하였다. 각각의 첨가가스에 대하여 압력, 온도, 그리고 첨가가스의 비율을 변화시켜 박막을 증착하여 정접촉각 통한 표면의 친수성 (hydrophilicity)과 소수성(hydrophobicity) 정도를 관찰하였다. Ar을 첨가한 경우 Ar 첨가량과 power의 증가에 따라 정접촉각의 감소를 관찰하였다. 그러나 증착압력이 증가함에 따라 정접촉각이 증가하였다. Ar 첨가시 2 Torr이상의 증착압력에서 분말형태의 초소수성 불화 유기박막을 얻을 수 있었다. $O_2$를 첨가한 경우, $O_2$의 첨가량과 증착압력이 증가함에 따라 정접촉각은 감소하였다. 약 100W까지의 power에서는 정접촉각은 일정하였지만 power의 증가에 따라 정접촉각은 감소하여 200W에서는 천수성표면을 얻을 수 있었다. $CH_4$를 첨가하여 불화유기박막을 증착하였을 경우 $CH_4/CH_2F_2$비율이 5까지 급격한 증가를 나타내었고, 비율이 5이상인 경우에서는 일정한 정접촉각을 나타내었다. 화학기상증착에 의해 제조된 박막보다 plasma polymerization으로 제작된 불화유기박막이 히스테리시스(hysteresis)가 낮은 불화유기박막을 형성하였다.

기타언어초록

Teflon-like fluorocarbon thin film was deposited by using difluoromethane$(CH_2F_2$) added with Ar, $O_2$, and $CH_4$ on Si, $SiO_2$, TEOS, and Al substrate. The deposited thin film was characterized by static contact angles for measuring hydrophobicity in various additive gas ratio. temperature, and working pressure. In case of addition with Ar, the static contact angles decreased as additive gas ratio and power increased. But the static contact angles increased as working pressure increased. Specially, super-hydrophobic surface was obtained using the powder-like fluorocarbon thin film above 2 Torr. Added with $O_2$, the static contact angles decreased as the $O_2$ ratio and working pressure increased. And the static contact angles did not change in 100W, but hydrophilic surface was obtained at 200W. In case of addition of CE$_4$, static contact angles dramatically increased in $CH_4/CH_2F_2$ ratio 5. And continuous static contact angles obtained above ratio 5. As compare with previous experiments by thermal evaporation, the fluorocarbon thin film by plasma polymerization was obtained very low hysteresis. This results shows more homogenous surface by plasma polymerization than thermal evaporation process.

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