반응성 마그네트론 스퍼터를 이용한 Cu-CH₄스트레인 게이지 재료의 제조 = Fabrication of Cu-CH₄strain gauge materials on polymer by reactive magnetron sputter

국문 초록 (Abstract)

본 연구는 Cu의 Reactive Sputtering에 의해 얻어지는 Cu-CH4 증착물의 특성 분석을 목표로 한다. 합금 박막을 만드는데 효과적인 마그네트론 스퍼터를 사용하였으며, Ar과 CH4의 혼합가스로 증착하여 미세구조 및 기계적 특성(경도), 전기적 특성을 비교하여 연구하였다. Cu-CH4로 증착 된 박막은 게이지 계수가 높기 때문에 적은 양의 변형률로 저항 변화가 커서 고감도의 장점을 가지고 있다. 또한 높은 증착율 및 간편한 제작과 우수한 선형성 및 안정성으로 많은 응용 분야에 적합하다. 스트레인 게 이지 소자로 사용 가능함을 목표로 하며, 이는 미세한 치구의 변화, 응 력의 크기를 알 수 있는데 용이하다. 먼저 Cu-CH4 의 경우 박막의 저항 은 혼합가스의 CH4 분압이 가장 높을 때 203.7 Ω으로 가장 높은 값을 가졌다. CH4가스의 경우 혼합가스 분압이 높아질수록 저항은 0.1 Ω에서 203.7Ω으로 증가하는 것을 알 수 있으며, 광택도의 경우 CH4 22.8 sccm 의 조건에서 13°로 가장 낮은 값을 가졌다. 본 연구 결과를 요약하면 Reactive magnetron Sputtering법을 이용하여 Cu-CH4 박막을 증착할 수 있었다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The purpose of this study is to characterize Cu-CH4 deposits obtained by reactive sputtering of Cu. Magnetron sputters, which are effective for making amorphous alloy thin films, were used and deposited with Ar and CH4 to study the microstructure, mechanical properties (hardness), and electrical properties. Cu-CH4 thin films have high sensitivity due to high gauge coefficient and low strain, and are suitable for many applications due to their simple fabrication and excellent linearity and stability. It is aimed to be usable as a strain gauge device, which is easy to know the change of fine jig and the magnitude of stress. First, in the case of Cu-Ch4, the resistance of the thin film was the highest value of 203.7Ω when the CH4 partial pressure of the mixed gas was the highest. In the case of CH4 gas, the resistance increased from 0.1 Ω to 203.7 Ω as the partial pressure of the mixed gas increased, and the glossiness was the lowest at 22.8 sccm to 13°. To summarize the results of this study, Cu-CH4 thin films could be deposited using the Reactive magnetron sputtering method.

목차 (Table of Contents)

• 그림목차 ⅲ
• ABSTRACT ⅳ
• 국문초록 ⅴ
• Ⅰ. 서론 1
• Ⅱ. 이론적 배경 및 실험 방법 3
• 2.1. 스트레인 게이지 3
• 2.2. C-CH4 증착 공정 5
• 2.3. 측정 방법 10
• Ⅲ. 결과 및 고찰 11
• 3.1. Ar 플라즈마 특성 분석 11
• 3.2. CuC 박막 증착 15
• 3.3. CuC 박막 특성 분석 20
• IV. 결론 26
• V. 참조논문 28