본 연구에서는 MOD법을 이용하여 구리 망가나이트 박막을 제작하고 볼로미터 재료로서의 가능성을 확인하였다. 구리 망가나이트 박막을 제작하기 위해 실험 방법이 간단하고 대면적화를 통한 대량 생산에 용이한 MOD법을 이용하였으며, 제작된 MOD용액은 스핀코팅법을 이용하여 SiNx/Si 기판에 코팅하였다. 코팅된 박막은 400℃에서 burn-out 과정을 거친 후 400∼800℃ 온도에서 1시간 동안 열처리하여 결정화를 진행하였으며, XRD 분석을 통해 500∼600℃의 후열처리 온도에서 구리 망가나이트의 단일상으로 결정화된 박막을 얻을 수 있었다. SEM 분석을 통해 형성된 박막의 표면을 분석하였으며 Scherrer formula를 통해 27.5 nm, 38.2 nm의 결정립이 형성된 것을 확인하였다. HRTEM 분석을 통해 다결정의 결정립들이 치밀하게 형성된 것을 확인하였으며, 4 point probe법을 이용하여 박막의 상온 비저항 및 고온에서의 비저항 값을 분석한 결과 고온에서 안정한 값을 나타내며 높은 TCR 값을 가진다는 것을 확인 하였다. 이 결과를 토대로 제작된 박막이 볼로미터에 응용 가능할 것으로 기대된다.
Copper manganite thin films were fabricated on SiNx/Si substrate by metal organic decomposition (MOD) process. They were burned-out at 400℃ and annealed at various temperatures (400∼800℃) for 1h in ambient atmosphere. Their micro-structure and negative temperature coefficient of resistance (NTCR) characteristics were analyzed for micro-bolometer application. The copper manganitefilm with a cubic spinel structure was well developed at 500℃ which confirmed by XRD and HRTEM analysis. It showed a low resistivity (47.5 Ω·cm) at room temperature and high NTCR characteristics of-4.12%/℃ and -2.15%/℃ at room temperature and 85℃, implying a good thin film for micro-bolometer application. Furthermore, its crystallinity was enhanced with increasing temperature to 600℃. However, the appearance of secondary phase at temperatures higher than 600℃ lead to deteriorate the NTCR characteristics.
