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Screen Printing법에 의한 YBCO계 고온 초전도체 후막 형성 연구
황호병 대전대학교 기초과학연구소 1994 自然科學 Vol.5 No.-
고온 초전도체 후막은 초전도 배선이나 hybrid 직접소자에 이용될 수 있으므로, 반도체 분야에서 많이 쓰이는 screen printing법에 의한 제조 방법을 개발한다는 것은 그 의의가 크다고 하겠다. 본 연구에서는 초전도체 후막 제조시 문제가 되는 paste 만들기, sample올 screen printing한 후 건조하기, 소결 온도 및 시간 그리고 기판의 선택이 제조된 후막의 초전도 특성에 미치는 영향을 조사하였다. 1-Heptanol[CH4(CH2)6OH, 98%]이 paste용 binder로써 가장 적합하였고, 진공 속에서 80℃-150℃의 열을 가하면서 sample을 건조시키는 방법이 가장좋았다. 원소들 사이의 상호확산 작용이 소결 온도 550℃에서 보다 950℃에서 잘 일어났으며, 950℃에서 소결 할 경우 Ba은 증발하기 쉽고 Cu는 기판 속으로 확산되기 쉬웠다. 또 Y는 후막 표면에는 거의 존재하지 않는 반면 표면 아래 3.6 μm되는 곳에는 상당량이 존재하였다. Alumina 기판과 silicon 기판의 계면확산 기구는 비슷하였으나 sapphire 기판의 경우는 다르게 나타났다. 소결 과정 중 증발되거나 확산되는 원소의 양은 소결 온도, 시간, 그리고 사용된 기판의 종류에 따라 달랐다. 950 ℃에서 소결 할 경우 30분에서는 orthorhombic 구조로 결정 성장이 이루어졌고 65분에는 tetragonal 구조로 변화 하였다. 따라서 30분 후의 어떤 시간 부터 상전이가 시작된다고 생각된다. Alumina 기판 위에 950℃에서 30분 동안 소결한 후막은 3- 18 μm 크기의 초전도체 상 사이에 절연체 상이 많이 존재 하였으며, 이것이 Tc를 작게 그리고 ΔTc를 크게하는 요인이 되었다.