KR101256757B1 - 다중 씨드층을 이용한 산화아연 나노구조체 제조방법 - Google Patents

다중 씨드층을 이용한 산화아연 나노구조체 제조방법 Download PDF

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박원일
이원우
이재석
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한양대학교 산학협력단
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Abstract

다중 씨드층을 이용한 산화아연 나노구조체 제조방법을 제공한다. 다중 씨드층을 이용한 산화아연 나노구조체 제조방법은 기판 및 증착방법의 조합을 통하여 산화아연 씨드층을 형성한다. 또한, 하나의 기판 상에 다중 산화아연 씨드층을 형성한 후에, 상기 다중 산화아연 씨드층 상에 패터닝 및 수열합성법을 이용하여 서로 다른 형상의 산화아연 나노구조를 동시에 형성하는 산화아연 나노구조체의 제조방법을 포함한다. 따라서, 기판-증착방법의 조합을 통하여 산화아연 씨드층의 결정배향성을 조절하고 상기 조절된 결정배향성을 가진 산화아연 씨드층 상에 수열합성법을 이용하여 원하는 형상의 산화아연 나노구조를 성장시킬 수 있다. 또한, 하나의 기판에 다중 씨드층을 형성되므로, 상기 다중 씨드층 상에 수열합성법을 이용하여 다양한 형상의 나노구조를 동시에 성장시킬 수 있다.

Description

다중 씨드층을 이용한 산화아연 나노구조체 제조방법{Method of fabricating ZnO Nanostructure by using Multi Seed Layers}
본 발명은 산화아연 나노구조체 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다중 씨드층(multi seed layer)을 이용하여 한 개의 기판 상에 다양한 산화아연 나노구조체를 제조하는 방법에 관한 것이다.
나노로드, 나노와이어 등의 1차원 산화아연 나노 물질은 수 나노미터에서 수십 나노미터의 직경과 수백 나노미터에서 수 마이크로미터의 길이를 갖는 물질을 말한다. 이러한 1차원 나노 물질은 기존의 벌크 소재에서 볼 수 없었던 그들 고유의 광학적, 전기적인 특성으로 인해 전자공학 또는 광전자공학에서 많은 연구가 이루어지고 있다.
최근에는 산화아연(ZnO) 나노구조체가 큰 주목을 받고 있는데, Ⅱ-Ⅳ족 산화물인 산화아연은 육방정계 우르차이트형(Hexagonal wurtzite) 결정 구조를 가지며 약 3.3eV의 넓은 광학적 밴드갭 에너지와 60meV의 큰 엑시톤(exciton) 바인딩 에너지를 가지고 있을 뿐만 아니라, 근자외선(near-UV) 방출 및 압전특성(piezoelectricity)과 같은 우수한 성질을 나타내기 때문에 이에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
종래 산화아연 나노구조물을 성장시키기 위하여 펄스레이저증착법(pulsed laser deposition, PLD), 유기금속화학증착법(metal organic chemical vapor deposition, MOCVD), 분자선에피택시(molecular beam epitaxy, MBE), 스퍼터링(sputtering), 수열합성법(Hydrothermal Synthesis) 등 다양한 방법이 시도되고 있다.
특히, 수열합성법은 제조공정이 간단하고 저온에서 ZnO 나노구조를 성장시킬 수 있어 대량생산이 가능하며 도핑 및 화학적 조성을 조절하기 용이한 바, 이에 대한 연구가 활발하다.
대한민국 공개특허 제2010-0010796호는 홀로그램 리소그래피 및 수열합성법을 이용하여 간단하게 정렬된 산화아연 나노구조물을 제조할 수 있는 방법을 제공하며, 노광시간을 조정하거나 수열합성법에서 사용되는 NH4OH의 양을 조절함으로써 다양한 형태의 정렬된 산화아연 나노구조물을 제조할 수 있는 방법을 제공한다.
또한, 대한민국 공개특허 제2010-0086592호는 수열합성법을 이용하여 산화아연 로드를 제조할 수 있는 방법을 제공하여, 과성장억제제의 농도를 조절하여 로드의 균일성을 향상시킨다.
다만, 하나의 기판 상에 선택된 복수 형상의 산화아연 나노구조물을 동시에 성장시킬 수 있는 제어기술과 관련하여 아직 연구가 부족한 상황이다.
KR 2010-0010796 A 2010.02.02. KR 2010-0086592 A 2010.08.02.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 씨드층 조절과 패터닝을 통하여 산화아연 나노구조의 형상을 제어할 수 있는 다중 씨드층을 이용한 산화아연 나노구조체 제조방법을 제공함에 있다.
상기 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명의 일 측면은 기판 상에 제1 산화아연 씨드층 및 제2 산화아연 씨드층을 형성하는 단계; 상기 제1 산화아연 씨드층 및 제2 산화아연 씨드층 상에 레지스트 패턴을 형성하는 단계; 및 상기 레지스트 패턴 사이로 노출된 제1 산화아연 씨드층 및 제2 산화아연 씨드층 상에 수열합성법을 이용하여 제1 산화아연 나노구조 및 제2 산화아연 나노구조를 성장시키는 단계를 포함하는 산화아연 나노구조체 제조방법을 제공한다.
상기 제1 산화아연 씨드층 및 제2 산화아연 씨드층은 기판 종류 및 증착방법의 조합을 통하여 결정배향성이 결정되는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 산화아연 씨드층 및 제2 산화아연 씨드층은 결정배향성이 상이한 것을 특징으로 한다.
상기 제1 산화아연 씨드층 및 제2 산화아연 씨드층을 형성하는 단계는, 상기 기판 상에 제1 산화아연 씨드층을 형성하는 단계; 상기 제1 산화아연 씨드층을 잔존시킬 영역 상에만 레지스트층을 형성하는 단계; 상기 레지스트층이 형성되지 않은 제1 산화아연 씨드층 부분을 식각하는 단계; 상기 제1 산화아연 씨드층 부분의 식각으로 노출된 기판 표면 상에 제2 산화아연 씨드층을 형성하는 단계; 및 상기 레지스트층을 제거하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 기판은 유리 기판, Al2O3 기판, ITO 기판, Si 기판, GaN 기판, SiC 기판, ZnO 기판, GaAs 기판, InP 기판, AlN 기판, ScAlMgO4 기판 또는 LiNbO3 기판일 수 있다.
상기 제1 산화아연 씨드층 및 제2 산화아연 씨드층을 형성하는 단계는 수열합성법, 스퍼터링법, 펄스레이져증착법, 유기금속화학기상증착법 또는 졸-겔 스핀코팅을 이용하는 것을 특징으로 한다.
상기 레지스트 패턴은 홀 모양, 타원 모양 또는 다각형 모양의 패턴일 수 있다.
상기 수열합성법은 아연염 및 침전제를 혼합한 산화아연 나노구조 배양액 안에 상기 제1 산화아연 씨드층 및 제2 산화아연 씨드층을 포함하는 기판을 침지하여 산화아연 나노구조를 성장시키는 것을 특징으로 한다.
상기 아연염은 Zn(NO3)2·6H2O, C4H6O4Zn·2H2O 또는 ZnSO4·7H2O일 수 있다.
상기 침전제는 C6H12N4, NaOH 또는 KOH일 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 기판-증착방법의 조합을 통하여 씨드층을 조절하고 패터닝을 이용하여 원하는 위치에 원하는 형상의 산화아연 나노구조를 형성할 수 있다.
또한, 하나의 기판에 다중 씨드층을 형성하고 상기 다중 씨드층 상에 수열합성법을 이용하여 다양한 형상의 나노구조를 동시에 성장시킬 수 있다.
다만, 본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1a 내지 도 1h는 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 씨드층을 이용한 산화아연 나노구조체 제조방법을 공정단계에 따라 나타낸 단면도들이다.
도 2는 산화아연 나노구조의 SEM 이미지이다.
도 3는 산화아연 나노구조체의 웨이브-가이딩(wave-guiding) 효과를 나타낸 이미지 및 그래프이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 도면들에 있어서, 층 및 영역들의 두께는 명확성을 기하기 위하여 과장된 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다. 또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
실시예
도 1a 내지 도 1h는 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 씨드층을 이용한 산화아연 나노구조체 제조방법을 공정단계에 따라 나타낸 단면도들이다.
도 1a를 참조하면, 기판(100) 상에 제1 산화아연 씨드층(200)을 형성한다.
상기 기판(100)은 유리 기판, Al2O3 기판, ITO 기판, Si 기판, GaN 기판, SiC 기판, ZnO 기판, GaAs 기판, InP 기판, AlN 기판, ScAlMgO4 기판 또는 LiNbO3 기판일 수 있다. 다만, 다양한 결정배향성을 가지는 산화아연 씨드층이 형성되기에 적합한 결정학적 특징을 가진 재질이라면 어느 것이나 사용 가능할 것이다.
상기 기판(100) 중 원하는 결정배향성을 가지는 산화아연 씨드층을 성장시키기에 적합한 결정면을 가지는 기판을 선택하여 제1 산화아연 씨드층을 형성할 수 있다.
상기 제1 산화아연 씨드층(200)은 수열합성법, 스퍼터링법, 펄스레이져증착법(PLD), 유기금속화학기상증착법(MOCVD) 또는 졸-겔 스핀코팅을 이용하여 형성될 수 있다.
제1 산화아연 씨드층(200)의 결정배향성은 기판(100)의 종류와 증착방법의 조합을 통해 조절할 수 있다.
예를 들어, 0001면을 가지는 사파이어 기판 상에 PLD법을 이용하여 산화아연 씨드층을 형성할 경우, c축 결정배향성이 좋은 씨드층이 제조된다.
또 다른 예로, SiO2/Si 기판 상에 스퍼터링법을 사용하여 산화아연 씨드층을 형성할 경우, c축 결정배향성이 낮은 씨드층이 제조된다.
도 1b를 참조하면, 상기 제1 산화아연 씨드층(200) 상에 패턴 구조의 레지스트층(300)을 형성한다.
상기 패턴 구조의 레지스트층(300)은 먼저 제1 산화아연 씨드층(200) 상에 레지스트층을 형성한 후 상기 레지스트층을 패터닝하여 형성할 수 있다. 상기 레지스트층은 일 예로 스핀코팅을 사용하여 형성할 수 있다.
상기 레지스트층의 물질은 패터닝의 종류에 따라 다양한 물질이 사용될 수 있다. 예를 들어, 전자빔 리소그라피법을 사용하여 패턴 구조의 레지스트층을 형성할 경우, 레지스트 물질로 PMMA(polymethylmethacrylate)를 사용할 수 있다.
상기 패터닝은 리소그라피법을 사용하여 형성할 수 있으며, 구체적으로 나노임프린트 리소그라피법, 레이저 간섭 리소그라피법, 전자빔 리소그라피법, 자외선 리소그라피법, 홀로그래픽 리소그라피법 또는 액침 리소그라피법을 사용하여 수행할 수 있다.
또한, 제1 산화아연 씨드층(200) 및 제2 산화아연 씨드층(400)의 배치를 고려하여 제1 산화아연 씨드층을 잔존시킬 영역 상에만 레지스트층을 형성할 수 있다. 이 경우, 패터닝 공정을 생략할 수 있다.
예를 들어, 제1 산화아연 씨드층(200) 및 제2 산화아연 씨드층(400)을 형성할 배치 구조가 패턴 구조가 아닌 경우, 기판(100) 상에 제1 산화아연 씨드층(200)을 형성한 후, 제1 산화아연 씨드층(200)을 잔존시킬 영역 상에만 레지스트층을 형성할 수 있다.
도 1c를 참조하면, 상기 패턴 구조의 레지스트층(300) 사이로 노출된 제1 산화아연 씨드층(200)을 식각한다.
만일, 제1 산화아연 씨드층 상의 일부 영역에만 레지스트층을 형성한 경우, 상기 레지스트층이 형성되지 않은 제1 산화아연 씨드층 부분을 식각한다.
상기 식각 공정은 건식 식각(dry etching) 또는 습식 식각(wet etching)을 포함할 수 있다.
식각 장비를 사용할 경우, 고밀도 플라즈마(High Density Plasma) 식각장치, 반응성 이온 식각장치(Reactive Ion Etcher) 또는 중성빔 식각장치를 이용할 수 있다.
도 1d를 참조하면, 상기 레지스트층이 형성되지 않은 제1 산화아연 씨드층(200) 부분의 식각으로 노출된 기판(100) 표면 상에 제2 산화아연 씨드층(400)을 형성한다.
상기 제2 산화아연 씨드층(400)은 수열합성법, 스퍼터링법, 펄스레이져증착법(PLD), 유기금속화학기상증착법(MOCVD) 또는 졸-겔 스핀코팅을 이용하여 형성할 수 있다.
상기 제2 산화아연 씨드층(400)을 형성할 때, 상기 제1 산화아연 씨드층(200)의 증착방법 및 증착조건과 다르게 조절하여 결정배향성이 상이한 씨드층을 형성할 수 있다.
도 1e를 참조하면, 상기 패턴 구조의 레지스트층(300)을 제거한다.
상기 패턴 구조의 레지스트층(300)은 레지스트 제거가스 또는 제거용액을 사용하여 제거할 수 있다. 상기 레지스트 제거가스는 Ar/O2 또는 He/O2일 수 있으며, 상기 레지스트 제거용액은 아세톤일 수 있다.
도 1f를 참조하면, 상기 제1 산화아연 씨드층(200) 및 제2 산화아연 씨드층(400) 상에 레지스트 패턴(500)을 형성한다.
상기 레지스트 패턴(500)은 상기 제1 산화아연 씨드층(200) 및 제2 산화아연 씨드층(400) 상에 레지스트층을 형성한 후, 상기 레지스트층을 패터닝하여 형성할 수 있다. 상기 레지스트층은 일 예로 스핀코팅을 사용하여 형성할 수 있다.
상기 레지스트 패턴(500)의 물질은 패터닝 방법의 종류에 따라 다양한 물질이 사용될 수 있다. 예를 들어, 전자빔 리소그라피법을 사용하여 레지스트 패턴을 형성할 경우, 레지스트 패턴의 물질로 PMMA(polymethylmethacrylate)를 사용할 수 있다.
상기 패터닝은 리소그라피법을 사용하여 형성할 수 있으며, 구체적으로 나노임프린트 리소그라피법, 레이저 간섭 리소그라피법, 전자빔 리소그라피법, 자외선 리소그라피법, 홀로그래픽 리소그라피법 또는 액침 리소그라피법을 사용하여 수행할 수 있다.
상기 레지스트 패턴(500)은 홀(h) 모양, 타원 모양, 다각형 모양의 패턴일 수 있다. 또한, 상기 패턴의 모양 및 간격은 다양하게 설정될 수 있다.
만일, 상기 레지스트 패턴(500)이 홀(h) 패턴인 경우, 홀(h)의 직경을 조절하여 상기 홀(h)에서 성장되는 산화아연 나노구조의 형상 또는 크기를 조절할 수 있다.
예를 들어, 산화아연 나노플라워를 제조하는 경우에, 홀(h)의 크기를 감소시킬 경우, 각 홀(h)에서 성장되는 나노로드의 개수가 감소된다.
상기 레지스트 패턴(500)은 상기 제1 산화아연 씨드층(200) 및 제2 산화아연 씨드층(400)의 경계를 레지스트로 덮을 수 있도록 형성되는 것이 바람직하다.
만일 제1 산화아연 씨드층(200) 및 제2 산화아연 씨드층(400)의 경계를 레지스트로 덮지 않고 산화아연 나노구조를 성장시킬 경우, 제1 산화아연 씨드층(200) 및 제2 산화아연 씨드층(400)의 경계 상에는 제어되지 않은 산화아연 나노구조가 성장될 우려가 있다.
도 1g를 참조하면, 상기 레지스트 패턴(500) 사이로 노출된 제1 산화아연 씨드층(200) 및 제2 산화아연 씨드층(400) 상에 수열합성법을 이용하여 제1 산화아연 나노구조(600) 및 제2 산화아연 나노구조(700)를 성장시킨다.
즉, 수용액 상으로 준비된 산화아연 나노구조 배양용액에 산화아연 씨드층(200, 400)이 형성된 기판(100)을 침지하고, 소정의 열을 인가하여 산화아연 나노구조(600, 700)의 형성을 유도할 수 있다.
산화아연 나노구조 배양용액은 아연염 및 침전제를 포함한다. 상기 아연염은 아연 이온의 공여체로 작용하고, 상기 침전제는 하이드록시기 공여체로 작용한다.
상기 아연염은 아연 나이트레이트 헥사하이드레이트(Zn(NO3)2·6H2O), 아연 아세테이트 다이하이드레이트(C4H6O4Zn·2H2O) 또는 아연 설페이트 헵타하이드레이트(ZnSO4·7H2O)일 수 있다.
상기 침전제는 헥사메틸렌테트라민(C6H12N4), NaOH 또는 KOH일 수 있다.
상술한 구성을 가지는 산화아연 나노구조 배양용액 내에 상기 씨드층(200, 400)이 형성된 기판(100)은 침지되고, 열 에너지가 인가된다. 열 에너지의 인가는 상압 상태에서 50℃ 내지 100℃의 온도로 산화아연 나노구조 배양용액을 가열함을 통해 달성된다.
만일, 가열온도가 50℃ 미만인 경우, 산화아연 나노구조(600, 700)의 성장이 둔화되어 실질적인 산화아연 나노구조(600, 700)의 성장을 기대하기 힘들고, 가열온도가 100℃를 상회하는 경우, 산화아연 나노구조 배양용액 내의 이온종의 원치 않는 반응 등으로 인해 산화아연 나노구조(600, 700)의 형상을 제어하지 못할 우려가 있다.
제1 산화아연 나노구조(600) 및 제2 산화아연 나노구조(700)는 산화아연 씨드층(200, 400)의 결정배향성에 따라 그 형상이 정해진다.
따라서, 기판(100)의 종류와 증착방법의 조합을 통하여 산화아연 씨드층(200, 400)의 결정배향성이 정해지고, 산화아연 씨드층(200, 400)의 결정배향성에 따라 상기 산화아연 씨드층 상에 성장되는 산화아연 나노구조(600, 700)의 형상이 정해진다.
따라서, 선택된 결정배향성을 갖는 산화아연 씨드층(200, 400)을 기판(100) 상의 정해진 위치에 배치하고 상기 산화아연 씨드층(200, 400) 상에 수열합성법을 이용하여 산화아연 나노구조(600, 700)를 성장시킬 경우, 정해진 위치에 원하는 형상의 산화아연 나노구조(600, 700)가 성장될 수 있다.
도 2는 산화아연 나노구조의 SEM 이미지이다.
도 2(a)를 참조하면, SiO2/Si 기판 상에 스퍼터링법을 사용하여 산화아연 씨드층을 형성할 경우, 상기 산화아연 씨드층 상에 수열합성법을 이용하여 나노플라워(Nanoflower)형상의 산화아연 나노구조를 성장시킬 수 있다.
도 2(b)를 참조하면, 실리콘(100) 기판 상에 PLD(Pulsed Laser Deposition)법을 이용하여 산화아연 씨드층을 형성할 경우, 상기 산화아연 씨드층 상에 수열합성법을 이용하여 주상절리(Columnar joint) 형상의 산화아연 나노구조를 성장시킬 수 있다.
도 2(c)를 참조하면, 사파이어(0001) 기판 상에 PLD(Pulsed Laser Deposition)법을 이용하여 산화아연 씨드층을 형성할 경우, 상기 산화아연 씨드층 상에 수열합성법을 이용하여 육각 기둥(Hexagonal pillar) 형상의 산화아연 나노구조를 성장시킬 수 있다.
또한, 결정배향성이 다른 2이상의 산화아연 씨드층을 한 개의 기판 상에 형성하고, 상기 산화아연 씨드층 상에 수열합성법을 이용하여 산화아연 나노구조를 성장시켜, 서로 다른 형상의 산화아연 나노구조를 동시에 성장시킬 수 있다.
도 1h를 참조하면, 상기 레지스트 패턴(500)을 제거할 수 있다.
상기 레지스트 패턴(500)은 레지스트 제거가스 또는 제거용액을 사용하여 제거할 수 있다. 상기 레지스트 제거가스는 Ar/O2 또는 He/O2일 수 있으며, 상기 레지스트 제거용액은 아세톤일 수 있다.
제조예
사파이어(0001) 기판을 준비한다.
상기 사파이어(0001) 기판 상에 PLD법을 이용하여 약 400℃의 온도에서 제1 산화아연 씨드층을 약 200nm의 두께로 증착하였다.
제1 산화아연 씨드층 상에 약 200nm 두께의 PMMA(PolyMethylMethacrylate) 마스크를 전자빔 리소그라피를 이용하여 패턴구조의 레지스트층을 형성하였다.
HF 에칭액을 이용하여 약 20초 동안 에칭 공정을 수행하여, 상기 패턴구조의 레지스트층 사이로 노출된 제1 산화아연 씨드층을 식각하였다.
약 200℃의 온도에서, MOCVD를 이용하여 상기 식각으로 노출된 기판 표면 상에 제2 산화아연 씨드층을 약 200nm의 두께로 형성하였다.
상기 제2 산화아연 씨드층을 형성한 후에, 아세톤을 이용하여 상기 패턴구조의 레지스트층을 제거하였다.
상기 레지스트층이 제거되어 노출된 제1 산화아연 씨드층 및 제2 산화아연 씨드층 상에 약 200nm 두께의 PMMA 마스크를 전자빔 리소그라피를 이용하여 레지스트 홀 패턴을 형성하였다.
이때, PMMA 레지스트 홀 패턴이 제1 산화아연 씨드층 및 제2 산화아연 씨드층의 경계 위를 덮도록 형성하였다. 상기 홀 패턴의 직경은 500nm이다.
상기 제1 산화아연 씨드층 및 제2 산화아연 씨드층이 형성된 기판을 아연 나이트레이트 헥사하이드레이트(zinc nitrate hexahydrate, Zn(NO3)2·6H2O) 및 헥사메틸렌테트라민(hexamethylenetetramine, C6H12N4)을 1:1의 몰 비율로 혼합한 수용액 안에 침지시키고, 약 85℃에서 6시간 내지 8시간 동안 유지하였다.
상술한 과정을 통하여 상기 레지스트 홀 패턴 사이로 노출된 제1 산화아연 씨드층 상에는 육각 기둥의 산화아연 나노구조가 성장되었다. 또한, 상기 레지스트 홀 패턴 사이로 노출된 제2 산화아연 씨드층 상에는 나노플라워 형상의 산화아연 나노구조가 성장되었다.
실험예
도 2는 산화아연 나노구조체의 웨이브-가이딩(wave-guiding) 효과를 나타낸 이미지 및 그래프이다.
산화아연 박막(film), 산화아연 나노플라워(nanoflower) 및 산화아연 나노로드(nanorod)의 wave-guiding 효과를 측정하였다.
도 2를 참조하면, 일반적인 산화아연 박막의 경우 전 영역에서 빛이 고르게 발산되는 것을 확인할 수 있다.
또한, 산화아연 나노플라워의 경우, 기판 상부면의 수직방향을 기준으로 0도 내지 50도 영역으로 빛이 고르게 퍼지는 것을 확인할 수 있다.
또한, 산화아연 나노로드의 경우, 기판 상부면의 수직방향을 기준으로 0도 내지 10도 사이의 좁은 영역에 빛이 집중되는 것을 확인할 수 있다.
즉, wave-guiding 효과가 산화아연 나노구조체 형상을 따라 나타남으로써 빛의 발산 방향이 다름을 알수 있다.
따라서, 이러한 특성을 이용하여 본 발명인 다중 씨드층을 이용한 산화아연 나노구조체의 제조방법은 다양한 분야에 적용할 수 있다.
예를 들어, 자동차의 헤드라이트 또는 조명기구 분야에서, 하나의 제품이 좁은 영역에 빛을 집중시키거나, 빛을 넓은 영역으로 고르게 퍼질 수 있게 하는 두 가지 기능을 갖게 한다.
또한, 영상기기 분야에 응용시, 하나의 모니터에 형성된 다양한 형상의 나노구조를 선택하여 영상을 제공할 경우, 나노구조의 형상에 따른 다양한 시야각을 제공할 수 있다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상 및 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형 및 변경이 가능하다.
100: 기판 200: 제1 산화아연 씨드층
300: 레지스트층 400: 제2 산화아연 씨드층
500: 레지스트 패턴 600: 제1 산화아연 나노구조
700: 제2 산화아연 나노구조

Claims (10)

  1. 기판 상에 제1 산화아연 씨드층 및 제2 산화아연 씨드층을 형성하는 단계;
    상기 제1 산화아연 씨드층 및 제2 산화아연 씨드층 상에 레지스트 패턴을 형성하는 단계; 및
    상기 레지스트 패턴 사이로 노출된 제1 산화아연 씨드층 및 제2 산화아연 씨드층 상에 수열합성법을 이용하여 제1 산화아연 나노구조 및 제2 산화아연 나노구조를 성장시키는 단계를 포함하는 산화아연 나노구조체 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 산화아연 씨드층 및 제2 산화아연 씨드층은 기판 종류 및 증착방법의 조합을 통하여 결정배향성이 결정되는 것을 특징으로 하는 산화아연 나노구조체 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 산화아연 씨드층 및 제2 산화아연 씨드층은 결정배향성이 상이한 것을 특징으로 하는 산화아연 나노구조체 제조방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1 산화아연 씨드층 및 제2 산화아연 씨드층을 형성하는 단계는,
    상기 기판 상에 제1 산화아연 씨드층을 형성하는 단계;
    상기 제1 산화아연 씨드층을 잔존시킬 영역 상에만 레지스트층을 형성하는 단계;
    상기 레지스트층이 형성되지 않은 제1 산화아연 씨드층 부분을 식각하는 단계;
    상기 제1 산화아연 씨드층 부분의 식각으로 노출된 기판 표면 상에 제2 산화아연 씨드층을 형성하는 단계; 및
    상기 레지스트층을 제거하는 단계를 포함하는 산화아연 나노구조체 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 기판은 유리 기판, Al2O3 기판, ITO 기판, Si 기판, GaN 기판, SiC 기판, ZnO 기판, GaAs 기판, InP 기판, AlN 기판, ScAlMgO4 기판 또는 LiNbO3 기판인 산화아연 나노구조체 제조방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 산화아연 씨드층 및 제2 산화아연 씨드층을 형성하는 단계는 수열합성법, 스퍼터링법, 펄스레이져증착법, 유기금속화학기상증착법 또는 졸-겔 스핀코팅을 이용하는 것을 특징으로 하는 산화아연 나노구조체 제조방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 레지스트 패턴은 홀 모양, 타원 모양 또는 다각형 모양의 패턴인 산화아연 나노구조체 제조방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 수열합성법은 아연염 및 침전제를 혼합한 산화아연 나노구조 배양액 안에 상기 제1 산화아연 씨드층 및 제2 산화아연 씨드층을 포함하는 기판을 침지하여 산화아연 나노구조를 성장시키는 것을 특징으로 하는 산화아연 나노구조체 제조방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 아연염은 Zn(NO3)2·6H2O, C4H6O4Zn·2H2O 또는 ZnSO4·7H2O인 산화아연 나노구조체 제조방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 침전제는 C6H12N4, NaOH 또는 KOH인 산화아연 나노구조체 제조방법.
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