BaTiO3분말의 입자 크기가 내장형 커패시턴용 에폭시/BaTiO3 복합체 필름의 유전상수와 누설전류에 미치는 영향에 관한 연구

Abstract

폴리머/세라믹 복합체는 내장형 커패시터(embedded capacitor)의 유전 재료로 많은 관심을 불러 일으키고 있다. 본 논문은 bisphenol-A타입의 에폭시와 직경 0.1~0.9$mu \textrm{m}$의 크기가 다른 6가지 종류의 BaTiO₃분말을 이용하여 스핀코팅 방법으로 도포된 epoxy/BaTiO₃composite film의 유전상수와 누설전류에 미치는 분말 크기의 영향에 관한 것이다. 전체적으로 BaTiO₃입자가 67 vo1% 함유된 Epoxy/BaTiO₃composite 필름의 유전상수는 사용한 BaTiO₃분말의 크기가 커짐에 따라 증가하였다. 이것은 입자의 크기가 증가함에 따른 입자의 유전상수의 증가 때문이며, XRD분석을 통해 입자의 크기가 증가함에 따라 tetragonality가 증가함을 확인하였다. 복합체 필름의 누설전류도 또한 사용한 입자의 크기가 커짐에 따라 증가하였다. 이와 같은 현상의 원인은 분말의 크기가 증가함에 따라 단위길이 당 입자의 수가 감소하여 전위 장벽의 수가 줄어들고 하나의 전위 장벽에 걸리는 바이어스의 증가로 인한 전위장벽 낮춤 효과의 증대에 따른 것으로 판단된다. 이상의 결과를 토대로 볼 때 큰 입자의 분말을 사용할 때 높은 유전상수를 얻을 수 있는 반면 필름의 누설전류가 커지는 단점을 가지고 있음을 알 수 있었으며, 작은 크기의 분말은 이와 반대이다. 따라서 높은 유전상수와 낮은 누설전류 두 특성간의 절충이 요청되며 필요에 따라 적절한 크기의 분말 선택이 중요함을 알 수 있었다.