SCOPUS
SCIE
Moisture barrier and bending properties of silicon nitride films prepared by roll-to-roll plasma enhanced chemical vapor deposition
저자
Cho, Tae-Yeon ; Lee, Won-Jae ; Lee, Sang-Jin ; Lee, Jae-Heung ; Ryu, Juwhan ; Cho, Seong-Keun ; Choa, Sung-Hoon
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2018
작성언어
-주제어
등재정보
SCOPUS,SCIE
자료형태
학술저널
수록면
101-107(7쪽)
제공처
<P><B>Abstract</B></P> <P>In this study, we demonstrated a single-layer silicon nitride (SiNx) film deposited on polyethyleneterephthalate substrate as a moisture permeation barrier film that reduced the water vapor transmission rate (WVTR). The SiNx film was fabricated by roll-to-roll, plasma-enhanced chemical vapor deposition (R2R-PECVD) in widths as large as 500 mm. The effects of the NH<SUB>3</SUB>/SiH<SUB>4</SUB> flow ratio on the SiNx properties were investigated according to their refractive index, optical characteristics, film density, WVTR, and chemical composition. The durability of the flexibility of the SiNx film was investigated via outer/inner bending test and cyclic bending fatigue test. The SiNx film showed excellent thickness uniformity and optical properties. At the NH<SUB>3</SUB>/SiH<SUB>4</SUB> flow ratio of 3, the SiNx film exhibited the highest film density and the best moisture barrier performances of 1.67 × 10<SUP>−3</SUP> g/m<SUP>2</SUP>·day. The results of the inner bending test showed that the flexibility of the SiNx film was excellent. The test results showed that the failure bending radius was 2 mm. The durable flexibility of the SiNx film was influenced by the internal residual stress and microstructure. After 10,000 cyclic inner-bending fatigue tests, no crack was observed, and the WVTR values were maintained below 2.0 × 10<SUP>−3</SUP> g/m<SUP>2</SUP>·day. These results indicate that the single-layer SiNx film fabricated with a simple R2R PECVD has a high potential as a moisture barrier film for future flexible electronic applications.</P> <P><B>Highlights</B></P> <P> <UL> <LI> We demonstrate a single-layer silicon nitride (SiNx) film as permeation barrier film. </LI> <LI> SiNx film is coated by large roll-to-roll plasma enhanced chemical vapor deposition. </LI> <LI> Relationship between water permeation, flexibility and film density is first analyzed. </LI> <LI> It shows water permeation of 1.67 × 10<SUP>−3</SUP> g/m<SUP>2</SUP>·day and superior bendability. </LI> </UL> </P>
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