| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2013년 봄 (05/23 ~ 05/24, 여수 엠블호텔(THE MVL)) |
| 권호 | 19권 1호 |
| 발표분야 | C. 에너지/환경 재료(Energy and Environmental Materials) |
| 제목 | Reactive sputtering에 의한 AlN 성막에 있어서의 Pulsed DC substrate bias 인가 효과 |
| 초록 | 선박 평형수는 선박의 안전하고 효율적인 운항을 위해 필요하지만, 해양 생태계를 교란하고 파괴하는 원인이 된다. 이러한 생태계 교란을 해결하기 위해 선박평형수를 외부로 배출하기 전 반드시 미생물을 살균, 소독한 후 배출하도록 2012년 이후 건조되는 신 조선, 2017년 이후에는 모든 선박에 선박 평형수 살균처리 장치의 설치가 의무화 되었다. 선박 평형수의 살균처리 법으로는 전기분해, 자외선 (UV), 오존, 필터 방식, 원심분리, 열처리 등이 있는데, 이 중 NaOCl의 전기분해를 이용한 방법이 최근 가장 많이 채택되는 방식이다. 전기분해 처리법은 단시간에 많은 양의 선박평형수를 살균 처리하는 장점을 지니고 있으나, 전기분해로 인한 해수온도의 증가로 인해 NaOCl의 살균력이 사라지므로 해수온도를 40℃도 이하로 유지하며, 전기분해를 위한 반도체 회로의 보호를 위해 고열전도 및 고저항의 소재로 제조된 선박 평형수용 탱크를 사용해야할 필요가 있다. 질화알루미늄(AlN)은 이론 열전도도 (319W/m․K)가 알루미나 보다 10배 이상이고 전기 절연성 (9×1013Ω․㎝)이 우수하여, 본 연구에서는 AlN 박막의 선박평형수용 전해살균장치에 응용 가능성에 대해 연구하였다. AlN 박막 제조시 해수에 대한 내식성이 우수하여 선박 평형수의 탱크에 사용 가능한 Al6061 금속을 기판으로 하여 위에 RF Magnetron reactive sputtering으로 AlN 박막을 제조, 특성을 평가하였다. 기판으로 사용하는 Al6061과 AlN 의 열패창 계수를 고려하여 TiN 버퍼층으로 성막 하였고, AlN 박막 제조 시 일반 sputter 방식과 기판에 Pulsed DC bias voltage를 인가하여 성막하는 방식으로 제조하여 bias 인가 효과를 알아보았다. 일반적인 sputter로 제조한 AlN 박막에 비해 bias voltage를 인가하여 제조한 AlN 박막의 경우, 결정 방향이 bias voltage에 의해서 변화되는 것을 XRD로 확인하였으며, 성막속도가 감소함을 확인하였다. 또한 bias를 인가하지 않은 AlN 박막의 경우 ~107Ω*cm의 비저항 특성을 나타냈으나, bias를 인가하여 제조한 AlN 박막의 경우 ~108Ω*cm으로 비저항 특성이 증가하였다. 제조된 AlN 박막의 열전도도를 측정한 결과, bias를 인가함에 따라 147 W/mk에서 167W/mk로 열전도도 특성이 증가하여, Pulsed DC bias voltage sputtering이 AlN 박막의 성막에 효과가 있음을 확인하였다. |
| 저자 | 석혜원1, 김세기2, 강양구1, 이영진1, 정하익1, 주병권3 |
| 소속 | 1한국세라믹기술원, 2고려대, 3(주)엘라이저 |
| 키워드 | Thermal conductivity; AlN; sputtering |
