KR101438797B1 - 금속 촉매 식각 방법을 이용한 수직 나노구조를 포함하는 광학기기 및 그 제조 방법. - Google Patents
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Abstract
본원 발명은 수직 나노구조를 이용하여 광학 기기 등을 제작하는 방법으로, Si, Ge 등의 단결정 반도체 기판, GaAs, InP 등의 III-V 화합물 반도체 기판, SOI (silicon on insulator) 기판 중 적어도 어느 하나인 기판을 준비 단계, 상기 세정된 기판 상에 리소그라피(Lithography) 방법, 셀프 어셈블리 템플릿(Self-assembly template) 방법 중 어느 하나 이상의 방법을 이용하여 원하는 수직 나노 구조를 패터닝 하는 단계, 금, 은, 백금 등의 금속 중 어느 하나, 둘 이상의 조합을 포함하는 촉매 금속을 최종적으로 완성하고자 하는 수직 나노구조의 역상 패턴으로 기판 상부에 증착하는 단계, 불산(HF)과 과산화수소(H2O2) 혼합 수용액에 담지하는 금속 촉매 식각 방법을 이용하여 수직 나노구조를 제작하는 단계 등을 이용한다.
이를 통해, 금속 촉매 식각 방법을 이용하여 격자 구조를 제작함으로써, 보다 더 미세하고, 정교한 패턴들을 용이하게 제작하고자 한다.
이와 같이 제작된 SWG 구조를 가진 나노 구조를 갖는 광학 기기는 기존의 건식 식각을 이용하여 제작된 구조에 비하여 보다 더 효과적인 성능을 가질 수 있다.
이를 통해, 금속 촉매 식각 방법을 이용하여 격자 구조를 제작함으로써, 보다 더 미세하고, 정교한 패턴들을 용이하게 제작하고자 한다.
이와 같이 제작된 SWG 구조를 가진 나노 구조를 갖는 광학 기기는 기존의 건식 식각을 이용하여 제작된 구조에 비하여 보다 더 효과적인 성능을 가질 수 있다.
Description
본원 발명은 금속 촉매 식각 방법을 이용하여 실리콘 등의 물질을 이용하여 수직 나노구조, 더욱 바람직하게는 수직 나노 벽 구조를 제작함으로써, 나노 렌즈 기능을 할 수 있는 구조를 만드는 방법에 대한 것이다.
더 상세히 말하면, 수직 나노 벽 구조를 제작하는 과정에서 금속 촉매 식각 방법을 이용하여 수십 내지 수백 나노 미터의 식각 공정을 보다 용이하게 하는 것이 가능하다.
이러한 수직 나노 벽 구조를 패터닝하는 기존의 건식 식각 방법에 비해 보다 가파를 경사 구조와 보다 더 미세한 패턴 식각이 가능하여, 나노 렌즈의 특성을 극대화시키는 것이 가능한 공정이다.
광학시스템은 현재의 첨단 기술의 일부인 카메라, TV, 현미경, 망원경 등에 필수적인 요소이며 그 중에서도 렌즈가 매우 중요한 역할을 하고 있다.
보통 카메라나 망원경에 쓰이는 광학 렌즈는 기본적으로 볼록 렌즈와 오목 렌즈 여러 장을 조합해 만든다.
이때 렌즈의 두께와 구면 형태에 따라 빛이 서로 다른 각도로 회절하게 하게 되고 이를 조절해 피사체의 초점을 맞추는 방식이다.
그러나 종래의 광학 렌즈는 일반적으로 두꺼운 유리로 만들어진 탓에 우수한 광학 특성을 가지고는 있지만 그 부피가 크고 무거우며 제한된 기능만을 수행하게 된다.
따라서, 다양한 분야에 소형화된 얇고 가벼운 렌즈들을 필요로 하고 있다.
이러한 필요성을 충족시키기 위해 프레넬(Fresnel) 렌즈를 이용하고 있으며, 이는 오버 헤드 프로젝터, DVD 플레이어 및 카메라의 광학 시스템에서 찾아볼 수 있다.
이러한 렌즈는 입사광에 대해 선택적인 위상 이동을 통해 초점을 가질 수 있으며, 원하는 위상 변화를 위해 수십 내지 수백 나노미터의 설계된 크기로 정확히 제작되어야 한다.
이와 같이 어려운 공정 방법이 프레넬(Fresnel) 렌즈 대신, 최근 보고된 Subwavelength Grating(SWG) 의 광학 공명을 이용하여 렌즈 구조를 제작하는 방법이 최근 보고되었다.
이 구조는 입사 파장보다 작은 각각의 격자 구조들이 회절 현상을 통해 입사광의 위상 변화를 유발하고, 공진기의 크기 변화에 따라 다른 위상 변화를 야기한다.
따라서, 이러한 크기가 다른 공진기 배열이 거의 모든 위상 변화를 일으킬 수 있게 되고, 일반 렌즈와 같이 초점을 형성하게 되며, 높은 반사율을 가진 반사 거울 기능을 할 수 있게 된다.
이러한 SWG 구조는 기존의 프레넬(Fresnel) 렌즈 구조에 비하여 리소그라피 공정을 이용하여 패터닝되고 제작할 수 있다는 공정 장점뿐만 아니라, 기하학적인 매개변수인 격자의 두께, 주기 또는 듀티 사이클 (Duty cycle)에 의하여 반사 스펙트럼의 프로파일이 제어되어 제작자에 의도 맞추어 충분히 자유로운 설계가 가능하다는 장점이 있다.
따라서, 카메라, 센서와 같은 광학 분야의 렌즈 분야, 레이저 응용 분야, 광메모리와 같은 분야에 응용 가능성을 갖는다.
촉매 금속 식각 방법은 실리콘 등의 기판에서 금, 은, 백금과 같은 금속을 패터닝한 후, HF와 H2O2 수용액에 담그게 되면, 금속들이 촉매 역할을 하게 되며 촉매 금속 하부에 위치한 실리콘이 산화되면서 식각된다.
이러한 현상들로 인해 촉매 금속이 덮여 있지 않은 부분이 남게 되어 수직 형태의 구조를 띄게 되는 것이 가능하다.
본원 발명은 실리콘 등의 기판에 Subwavelength Grating(SWG) 구조를 이용하여 나노 렌즈 등의 광학 기기 구조를 제작하는 과정을 이용한다.
더욱 자세히는, 금속 촉매 식각 방법을 이용하여 격자 구조를 제작함으로써, 보다 더 미세하고, 정교한 패턴들을 용이하게 제작하고자 한다.
이와 같이 제작된 SWG 구조를 가진 나노 구조를 갖는 광학 기기는 기존의 건식 식각을 이용하여 제작된 구조에 비하여 보다 더 효과적인 성능을 가질 수 있다.
본원 발명은 수직 나노구조를 이용하여 광학 기기 등을 제작하는 방법으로, 단결정 반도체 기판, III-V 화합물 반도체 기판, SOI(silicon on insulator) 기판, 금속 기판, 유리 기판, 고분자 기판 중 적어도 어느 하나를 준비하는 단계, 기판 상에 리소그라피(Lithography) 방법, 셀프 어셈블리 템플릿 (Self-assembly template) 방법 중 어느 하나 이상의 방법을 이용하여 원하는 수직 나노 구조를 패터닝 하는 단계, 상기 패터닝된 기판 상부에 촉매 금속을 최종적으로 완성하고자 하는 수직 나노구조의 역상 패턴으로 기판 상부에 증착하는 단계, 촉매 식각 방법을 이용하여 수직 나노구조를 제작하는 단계 등을 이용한다.
본원 발명에 의하면 수십 내지 수백 나노미터의 두께를 가지는 수직 나노 구조를 건식 식각을 사용하지 않고 금속 촉매 식각 방법을 사용하여 더 미세한 패턴을 용이하게 식각하는 것이 가능하다.
또한, 단차 부분에서 경사가 발생하는 문제를 피하기 어려웠던 건식 식각과 달리 금속 촉매 식각 방법을 이용하면 90도의 급격한 경사를 유지하며 식각이 가능하게 되어 문제를 해결할 수 있다.
금속 촉매 식각 방법을 이용하여 나노 렌즈 등의 광학 기기를 제작하게 되면 리소그라피 공정 또는 그 외의 패터닝 공정을 이용하여 촉매 금속만 패터닝 된다면 다양한 미세 구조를 쉽게 제작이 가능하다.
마지막으로 Subwavelength grating(SWG) 구조를 이용한 나노 렌즈에서 반사율을 향상시키기 위하여 복층 구조를 많이 사용하게 되는데, 이 경우에 서로 다른 4족 원소를 복층으로 쌓게 되더라도 금속 촉매 식각을 이용할 수 있으므로 공정 범위에 대한 확장성이 크다는 장점이 있다.
도 1a은 본원 발명의 실시 예에 의한 수직 나노구조를 이용하여 렌즈를 제작하는 방법을 나타낸다.
도 1b는 본원 발명의 실시 예에 의한 수직 나노구조를 이용하여 필터를 제작하는 방법을 나타낸다.
도 1c은 본원 발명의 실시 예에 의한 수직 나노구조를 이용하여 거울을 제작하는 방법을 나타낸다.
도 2는 본원 발명의 실시 예에 의한 수직 나노구조를 이용하여 광학기기를 제작하는 방법 중 기판 준비 단계를 나타낸다.
도 3은 본원 발명의 실시 예에 의한 수직 나노구조를 이용하여 광학기기를 제작하는 방법 중 촉매 금속을 증착하는 단계를 나타낸다.
도 4는 본원 발명의 실시 예에 의한 수직 나노구조를 이용하여 제조된 광학기기를 나타낸다.
도 5는 본원 발명의 실시 예에 의한 수직 나노구조를 이용하여 제조된 광학기기의 단면도를 나타낸다.
도 6은 본원 발명의 다른 실시 예에 의한 수직 나노구조를 이용하여 제조된 광학기기를 나타낸다.
도 1b는 본원 발명의 실시 예에 의한 수직 나노구조를 이용하여 필터를 제작하는 방법을 나타낸다.
도 1c은 본원 발명의 실시 예에 의한 수직 나노구조를 이용하여 거울을 제작하는 방법을 나타낸다.
도 2는 본원 발명의 실시 예에 의한 수직 나노구조를 이용하여 광학기기를 제작하는 방법 중 기판 준비 단계를 나타낸다.
도 3은 본원 발명의 실시 예에 의한 수직 나노구조를 이용하여 광학기기를 제작하는 방법 중 촉매 금속을 증착하는 단계를 나타낸다.
도 4는 본원 발명의 실시 예에 의한 수직 나노구조를 이용하여 제조된 광학기기를 나타낸다.
도 5는 본원 발명의 실시 예에 의한 수직 나노구조를 이용하여 제조된 광학기기의 단면도를 나타낸다.
도 6은 본원 발명의 다른 실시 예에 의한 수직 나노구조를 이용하여 제조된 광학기기를 나타낸다.
본원 발명에 의한 수직 나노구조를 포함하는 광학 기기(400)를 제조하는 방법은 기판(100)을 준비하는 제 1 단계, 상기 기판 상(110)에 원하는 수직 나노구조(300)를 패터닝 하는 제 2 단계, 상기 패터닝된 기판 상부에 촉매 금속을 최종적으로 완성하고자 하는 수직 나노구조(300)의 역상 패턴으로 증착하는 제 3 단계, 금속 촉매 식각 방법을 이용하여 상기 촉매 금속이 증착된 기판에 수직 나노구조(300)를 제작하는 제 4 단계를 포함하는 것이 가능할 것이다.
상기 제 1 단계에서 상기 기판(100)은 단결정 반도체 기판, III-V 화합물 반도체 기판, SOI(silicon on insulator) 기판, 금속 기판, 유리 기판, 고분자 기판 중 적어도 어느 하나인 것이 바람직할 것이나 이에 한정된 것은 아니다.
더욱 자세히는, Si, Ge 등의 단결정 반도체 기판, GaAs, InP 등의 III-V 화합물 반도체 기판, SOI(silicon on insulator) 기판, 금속 기판, 유리 기판, 고분자 기판 중에 선택하는 것이 바람직하며, Si 단결정 반도체 기판이 가장 바람직할 수 있으나, 이에 한정된 것은 아니다.
상기 제 1 단계와 제 2 단계 사이에 황산(H2SO4)과 과산화수소(H2O2) 혼합 용액, 불산(HF) 희석 용액 중 적어도 어느 하나 이상을 이용하여 상기 기판(100)의 불순물을 제거하는 세정 단계가 더 포함되는 것이 바람직할 것이다.
상기 제 3 단계에서 상기 촉매 금속은 금(Au), 은(Ag), 백금(Pt), 철(Fe), 니켈(Ni), 코발트(Co), 구리(Cu), 납(Pb) 중 어느 하나, 둘 이상의 조합을 포함하는 것이 바람직할 것이나, 이 또한 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제 3 단계에서 촉매 금속 증착은 열 기상 증착 (Tevaporator), 스퍼터링 증착 (Sputtering) 방법, 증발 증착(evaporation) 방법 등 물리 기상 증착 또는, 화학 기상 증착 방법 중 어느 하나 이상 이용하는 것이 바람직할 것이나 이에 한정된 것은 아니다.
이를 통해, 촉매 금속 증착 후 포토레지스트를 제거하여 패턴을 형성하는 리프트 오프 (Lift-off) 방법을 이용할 수 있고 또는 에치백 공정을 이용하여 패턴을 형성 가능할 것이다.
또한, 템플릿과 같은 구조를 이용하게 된다면, 템플릿 상부에 촉매 금속을 증착하고 템플릿을 제거한 후 촉매 금속을 실리콘 기판에 액상에서 전사하는 방법을 이용할 수도 있을 것이다.
상기 제 4 단계에서 불산(HF)과 과산화수소(H2O2) 혼합 수용액에 담지하는 금속 촉매 식각 방법을 이용하여 수직 나노구조(300)를 제작하는 것이 가능할 것이다.
또한, 식각용액은 불산(HF)과 과산화수소(H2O2)의 혼합 비율, 불산(HF)과 과산화수소(H2O2)의 혼합 농도, 반응 온도, 식각 시간 중 어느 하나 이상을 변화시켜, 상기 수직 나노구조의 높이 및 배향을 조절하는 것이 가능할 것이다.
상기 과정에서 H2O2는 산화제로서 역할을 한다. 촉매 금속은 반응에 직접 참여하지 않고, 반응을 촉진하는 촉매 역할만 하게 되므로, 반응 중 금속이 계속 잔존하는 상태로 유지되어 촉매 금속이 존재하는 영역만 기판의 물질, 가장 바람직하게는 실리콘이 식각되고, 이로써 실리콘 수직 구조가 형성될 수 있다.
도 1a은 본원 발명의 실시 예에 의한 수직 나노구조(300)를 이용하여 광학 기기(400)인 렌즈를 제작하는 방법을 나타낸다.
상기 제 2 단계에서 상기 수직 나노구조(300)가 비주기적인 패턴을 갖도록 리소그라피(Lithography) 방법을 이용하여 패터닝하는 것이 가능할 것이다.
상기 리소그라피 방법은 포토리소그라피 공정, 스캐너(Scanner) 리소그라피 공정, 스텝퍼(Stepper) 리소그라피 공정, 전자빔(E-beam) 리소그라피 공정 중 어느 하나 이상 포함하는 것이 바람직할 것이나 이에 한정된 것은 아니다.
상기 제 4 단계 이후에 상기 기판(100)에 잔존하는 촉매 금속을 제거하는 단계를 포함하여 이루어진다.
이는 염산(HCl)과 질산(HNO3)의 혼합 용액을 이용하여 잔존하는 상기 촉매 금속을 제거하는 것이 바람직할 것이다.
도 2는 본원 발명의 실시 예에 의한 수직 나노구조를 이용하여 광학기기를 제작하는 방법 중 기판 준비 단계를 나타낸다.
상기 수직 나노구조(300)는 Subwavelength grating 구조인 것이 가능하며 렌즈에 사용하고자 하는 빛의 파장보다 작아야 한다. 입사 파장보다 작은 각각의 격자 구조들이 회절 현상을 통해 입사광의 위상 변화를 유발하고, 공진기의 크기 변화에 따라 다른 위상 변화를 야기한다. 따라서, 이러한 크기가 다른 공진기 배열이 거의 모든 위상 변화를 일으킬 수 있게 되고, 일반 렌즈와 같이 초점을 형성하게 되며, 높은 반사율을 가진 반사 거울 기능을 할 수 있게 된다.
따라서, 일반적으로 대략 수십 내지 수백 나노 미터 크기를 가지는 패턴을 형성해야 한다.
렌즈를 형성하기 위한 서브웨이브렝스 그래이팅(Subwavelength grating) 패턴의 폭, 간격, 높이와 같은 요소들은 입사광의 파장과 위상의 변화에 따라 달라진다.
이러한 정보는 실제 제작에 앞서 전산모사를 통해서 선행할 수 있으며, 다양한 요소들에 의해 위상 변화를 일으키는 정도를 계산하고 그에 따라서 일정하게 위상 변화를 일으키는 영역을 선택하여 실제 렌즈 제작을 위한 설계를 한다.
즉, 본 발명은 상기 기판 상에 원하는 수직 나노구조를 패터닝 하는 제 2 단계에 선행하여 렌즈에 적용될 입사광의 파장과 위상의 변화를 기초로하여 서브웨이브렝스그래이팅(Subwavelength grating)을 위한 패턴의 폭, 간격, 높이를 전산모사를 통해 산출해내는 단계를 포함한다.
즉, 본 발명은 상기 기판 상에 원하는 수직 나노구조를 패터닝 하는 제 2 단계에 선행하여 렌즈에 적용될 입사광의 파장과 위상의 변화를 기초로하여 서브웨이브렝스그래이팅(Subwavelength grating)을 위한 패턴의 폭, 간격, 높이를 전산모사를 통해 산출해내는 단계를 포함한다.
수십 내지 수백 나노 미터 크기의 조밀한 미세 패턴을 형성하기 위해서 크게 두 가지 방법이 존재한다.
일반적으로 사용될 수 있는 리소그라피 방법이 있으며, 또 다른 방법으로는 셀프 어셈블리 템플릿 (Self-assembly template)을 이용하여 패터닝 하는 방법이 있다.
이 방법은 수직 나노구조(300)의 주기성에 따라 사용 방법이 달라질 수 있다.
주기적인 패턴의 경우에는 템플릿과 같은 구조를 이용하여 쉽게 반복 패턴을 형성할 수 있지만, 비주기적인 패턴의 경우에는 자연적으로 구현하기 힘든 패턴이므로 리소그라피 공정을 이용해야 한다.
주기적인 패턴의 경우는 필터에 사용될 수 있으며, 비주기적인 패턴들은 위상 변화를 통해 렌즈로서 사용될 수 있으나, 이에 한정된 것은 아니다.
도 3은 본원 발명의 실시 예에 의한 수직 나노구조를 이용하여 광학기기를 제작하는 방법 중 촉매 금속을 증착하는 단계를 나타낸다.
상기의 방법으로 제조된 렌즈는 수직 나노구조(300)가 비주기적인 패턴을 갖는 것이 바람직할 것이나 이에 한정된 것은 아니다.
상기 렌즈의 수직 나노구조(300)의 폭, 높이, 상기 수직 나노 구조(300)가 격자 구조인 경우 듀티 사이클(duty cycle) 등을 다양하게 함으로써 입사광의 위상 변화 등의 렌즈 성능을 조절하는 것 또한 가능할 것이다.
또한, 렌즈의 수직 나노구조(300)를 굴절율이 다른 물질들을 복층으로 구성하는 것 또한 가능할 것이다.
또한, 상기 렌즈의 기판을 Thinning 공정을 이용하여 얇게 두께 조절하여 투과율을 제어하거나 유리 기판과 같이 전사 기능을 갖도록 제어하는 것도 가능할 것이다. 이러한 공정을 포함할 경우 기판은 실리콘인 것이 가장 바람직하지만 이에 한정된 것은 아니다.
도 4는 본원 발명의 실시 예에 의한 수직 나노구조를 이용하여 제조된 광학기기를 나타낸다.
도 5는 본원 발명의 실시 예에 의한 수직 나노구조를 이용하여 제조된 광학기기의 단면도를 나타낸다.
도 1b는 본원 발명의 실시 예에 의한 수직 나노구조(300)를 이용하여 광학 기기(400)인 필터를 제작하는 방법을 나타낸다.
상기 제 2 단계에서 상기 수직 나노구조가 주기적인 패턴을 갖도록 셀프 어셈블리 템플릿 (Self-assembly template) 방법을 이용하여 패터닝 하는 것이 바람직할 것이다.
이와 같이, 상기 셀프 어셈블리 템플릿 방법은 AAO(Anodic Aluminum Oxide) 템플릿, Block Copolmyer 템플릿 중 적어도 어느 하나 이상 포함하는 것이 가능할 것이다.
수직 나노구조(300)를 이용하여 광학 기기(400)인 필터를 제작하는 방법은 수직 나노구조(300)를 이용하여 광학 기기(400)인 렌즈를 제작하는 방법과 달리 상기 (ii) 단계와 같이 상기 기판 상에 셀프 어셈블리 템플릿 (Self-assembly template) 방법을 이용하여 원하는 수직 나노 구조를 패터닝 하는 것이 바람직할 것이나, 이 또한 여기에 한정된 것은 아니다.
상기 필터를 제조하는 방법은 상기 제 4 단계 이후에 상기 기판에 잔존하는 촉매 금속을 제거하는 단계를 포함하여 이루어지는 것이 바람직할 것이다.
도 1c은 본원 발명의 실시 예에 의한 수직 나노구조를 이용하여 광학 기기(400)인 거울을 제작하는 방법을 나타낸다.
수직 나노구조(300)를 이용하여 광학 기기(400)인 거울을 제작하는 방법은 상기 렌즈와 필터의 제조 방법과 달리 상기 기술한 바와 같이, 촉매 금속 식각 과정 이후 잔존하는 촉매 금속을 제거하지 않고 그대로 유지시켜, 거울 형태로 이용되는 구조에서는 반사율을 높일 수 있으므로 장점으로 이용될 수 있다.
상기 방법으로 제조되고, 상기 수직 나노구조(300)가 비주기적 패턴, 주기적인 패턴 중 어느 하나 이상의 패턴을 갖는 것을 갖는 것을 특징으로 하는 수직 나노구조(300)를 포함하여 제조되는 것을 특징으로 하는 거울은 상기 필터의 수직 나노구조(300)를 굴절율이 다른 물질들을 복층으로 구성하는 것이 가능할 것이다.
본원 발명에 의해 제조된 상기 광학 기기는 수직 나노구조를 굴절율이 다른 물질들을 복층으로 구성하는 것이 가능하다.
또한, 상기 광학 기기의 수직 나노구조 사이에 상기 수직 나노구조와 다른 굴절률을 갖는 물질을 채우는 것이 가능할 것이다.
예를 들어, 상기 수직 나노구조 이외의 물질을 채우지 않는다면, 상기 수직 나노 구조 사이에는 에어(Air)가 채워질 것이다.
본원 발명에 의해 제조된 렌즈는 비주기적 패턴을 갖는 수직 나노구조 어레이를 포함하여 이루어질 것이다.
또한, 본원 발명에 의해 제조된 필터는 주기적 패턴을 갖는 수직 나노구조 어레이를 포함하여 이루어질 것이다.
이와 비교하여, 본원 발명에 의해 제조된 거울은 비주기적 패턴, 주기적인 패턴 중 어느 하나 이상의 패턴을 갖는 수직 나노구조 어레이와 상기 수직 나노구조 어레이 이외의 상기 기판 상부에 형성된 금속층을 포함하여 이루어질 것이다.
도 6에서 확인할 수 있는 바와 같이 수직 나노구조를 이용하여 제조된 광학기기의 다양한 패턴을 사용하는 것이 가능할 것이나, 이는 일 예에 해당하는 것으로 이에 한정된 것은 아니다.
본 발명을 첨부된 도면과 함께 설명하였으나, 이는 본 발명의 요지를 포함하는 다양한 실시 형태 중의 하나의 실시 예에 불과하며, 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 하는 데에 그 목적이 있는 것으로, 본 발명은 상기 설명된 실시 예에만 국한되는 것이 아님은 명확하다. 따라서, 본 발명의 보호범위는 하기의 청구범위에 의해 해석되어야 하며, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서의 변경, 치환, 대체 등에 의해 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함될 것이다. 또한, 도면의 일부 구성은 구성을 보다 명확하게 설명하기 위한 것으로 실제보다 과장되거나 축소되어 제공된 것임을 명확히 한다.
100: 기판 110: 기판 상부
200: 촉매 금속이 증착된 패턴 300: 수직 나노구조
400: 광학 기기
200: 촉매 금속이 증착된 패턴 300: 수직 나노구조
400: 광학 기기
Claims (17)
- 수직 나노구조를 포함하는 광학 기기를 제조하는 방법에 있어서,
기판(100)을 준비하는 제 1 단계;
상기 기판(100) 상에 원하는 수직 나노구조(300)를 패터닝 하는 제 2 단계;
상기 패터닝된 기판 상부(110)에 촉매 금속을 최종적으로 완성하고자 하는 수직 나노구조(300)의 역상 패턴으로 증착하는 제 3 단계; 및
금속 촉매 식각 방법을 이용하여 상기 촉매 금속이 증착된 기판(100)에 수직 나노구조(300)를 제작하는 제 4 단계
를 포함하며,
상기 기판(100) 상에 원하는 수직 나노구조(300)를 패터닝 하는 제 2 단계에 선행하여 렌즈에 적용될 입사광의 파장과 위상의 변화를 기초로하여 서브웨이브렝스그래이팅(Subwavelength grating)을 구현하기 위한 패턴의 폭, 간격, 높이를 전산모사를 통해 산출해내는 단계를 포함하고,
상기 제 3 단계에서,
상기 촉매 금속은 금(Au), 은(Ag), 백금(Pt), 철(Fe), 니켈(Ni), 코발트(Co), 구리(Cu), 납(Pb) 중 어느 하나, 둘 이상의 조합을 포함하며,
상기 제 4 단계에서,
식각용액은 불산(HF)과 과산화수소(H2O2)의 혼합 비율, 불산(HF)과 과산화수소(H2O2)의 혼합 농도, 반응 온도, 식각 시간 중 어느 하나 이상을 변화시켜, 상기 수직 나노구조(300)의 높이 및 배향을 조절하는 것을 특징으로 하는 수직 나노구조를 포함하는 광학 기기 제조 방법.
- 청구항 1에 있어서,
상기 제 1 단계에서
상기 기판(100)은 단결정 반도체 기판(100), III-V 화합물 반도체 기판(100), SOI(silicon on insulator) 기판(100), 금속 기판(100), 유리 기판(100), 고분자 기판(100) 중 적어도 어느 하나인 것
을 특징으로 하는 수직 나노구조를 포함하는 광학 기기 제조 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 제 1 단계와 제 2 단계 사이에,
황산(H2SO4)과 과산화수소(H2O2) 혼합 용액, 불산(HF) 희석 용액 중 적어도 어느 하나 이상을 이용하여 상기 기판(100)의 불순물을 제거하는 세정 단계가 더 포함되는 것
을 특징으로 하는 수직 나노구조를 포함하는 광학 기기 제조 방법.
- 삭제
- 삭제
- 청구항 1 내지 3 중 어느 하나의 방법으로 렌즈를 제조하는 방법에 있어서,
상기 제 2 단계에서,
상기 수직 나노구조(300)가 비주기적인 패턴을 갖도록 리소그라피(Lithography) 방법을 이용하여 패터닝 하는 것
을 특징으로 하는 수직 나노구조를 포함하는 렌즈 제조 방법. - 청구항 6에 있어서,
상기 제 4 단계 이후에,
상기 기판(100)에 잔존하는 촉매 금속을 제거하는 단계를 포함하는 것
을 특징으로 하는 수직 나노구조를 포함하는 렌즈 제조 방법. - 청구항 1 내지 3 중 어느 하나의 방법으로 필터를 제조하는 방법에 있어서,
상기 제 2 단계에서,
상기 수직 나노구조(300)가 주기적인 패턴을 갖도록 셀프 어셈블리 템플릿 (Self-assembly template) 방법을 이용하여 패터닝 하는 것
을 특징으로 하는 수직 나노구조를 포함하는 필터 제조 방법. - 청구항 8에 있어서,
상기 셀프 어셈블리 템플릿 방법은
AAO(Anodic Aluminum Oxide) 템플릿, Block Copolmyer 템플릿 중 적어도 어느 하나 이상 포함하는 것
을 특징으로 하는 수직 나노구조를 포함하는 필터 제조 방법. - 청구항 8에 있어서,
상기 제 4 단계 이후에,
상기 기판(100)에 잔존하는 촉매 금속을 제거하는 단계를 포함하는 것
을 특징으로 하는 수직 나노구조를 포함하는 필터 제조 방법. - 청구항 1 내지 3 중 어느 하나의 방법으로 거울을 제조하는 방법에 있어서,
상기 제 2 단계에서,
상기 수직 나노구조(300)가 비주기적 패턴, 주기적인 패턴 중 어느 하나 이상의 패턴을 갖도록 리소그라피(Lithography) 방법, 셀프 어셈블리 템플릿 (Self-assembly template) 방법 중 적어도 어느 하나 이상 이용하여 패터닝 하는 것을 특징으로 하는 수직 나노구조를 포함하는 거울 제조 방법. - 청구항 11에 있어서,
상기 셀프 어셈블리 템플릿 방법은
AAO(Anodic Aluminum Oxide) 템플릿, Block Copolmyer 템플릿 중 어느 하나 이상 포함하는 것
을 특징으로 하는 수직 나노구조를 포함하는 거울 제조 방법. - 삭제
- 삭제
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- 삭제
- 삭제
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JP3442032B2 (ja) | 1999-06-11 | 2003-09-02 | 鉄真 李 | カーボンナノチューブの合成方法 |
KR100447167B1 (ko) | 2001-07-06 | 2004-09-04 | 엘지전자 주식회사 | 탄소나노튜브의 수직합성 방법 |
KR100741762B1 (ko) | 2006-03-28 | 2007-07-24 | 한국에너지기술연구원 | 그라파이트 박판 위에 탄소나노튜브를 합성하는 방법 |
-
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Non-Patent Citations (2)
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Zhipeng Huang et al., "Extended Arrays of Vertically Aligned Sub-10 nm Diameter [100] Si Nanowires by Metal-Assisted Chemical Etching," Nano Letters, 2008, Vol. 8, No. 9, pp 3046-3051 * |
Zhipeng Huang et al., "Extended Arrays of Vertically Aligned Sub-10 nm Diameter [100] Si Nanowires by Metal-Assisted Chemical Etching," Nano Letters, 2008, Vol. 8, No. 9, pp 3046-3051* |
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