| 초록 |
세라믹 재료인 탄화규소는 강한 규소와 탄소 사이의 공유 결합으로 우수한 기계적 강도와 열적 안정성, 내플라즈마성, 화학적 안정성을 띄며 큰 내구도, 경도, 녹는점, 열전도율을 가진다. 이러한 특성을 가진 탄화규소는 주로 마찰제, 브레이크 마모제, 방탄소재에 사용되었다. 최근에는, 탄화규소의 높은 열전도율과 고전압, 고온에서도 사용가능한 장점이 부각되어 전력반도체와 MEMS, 가스센서 등 반도체 분야의 연구가 활발히 이루어지고 있다. 또한 탄화규소는 중적외선대 파장의 빛을 흡수하며 자외선-가시광선 영역대의 빛을 반사하는 은과 알루미늄 등의 금속과 함께 복합재료구조체를 제작하여 방사냉각소재로 사용할 수 있다. 탄화규소에 패터닝을 하여 주기적인 구조를 가지면 구조의 크기에 따라 빛의 흡수, 투과 및 반사를 하여 원하는 파장대의 광학적인 특성을 조절할 수 있는 이점이 있다. 하지만, 오히려 탄화규소의 높은 기계적 강도와 내플라즈마성, 화학적 안정성 때문에, 탄화규소를 효과적으로 마이크로 및 나노급으로 패터닝하기 위해서는 고밀도 플라즈마를 이용한 건식 식각이 필요하다. 이러한 패터닝의 어려움을 해결하기 위해서 열을 이용한 나노임프린트 리소그래피를 이용하였다. 나노임프린트 리소그래피는 제작된 마스터 스탬프를 이용하여 마이크로 및 나노급 패턴을 구현할 수 있는 방법이다. 마스터 스탬프로 만든 몰드에 레지스트 물질이 스핀코팅된 기판을 덮어 큰 면적위에 패턴을 구현하는 방식의 나노임프린트 리소그래피는, 전자빔 리소그래피와 포토 리소그래피와는 다르게 과정이 단순하고, 빠르며, 레지스트 제작이 필요없기 때문에 경제적이다. 이 방법으로 탄화규소 나노 입자가 주기적으로 배치된 마이크로 및 나노구조를 제작하였다. 제작한 샘플은 주사전자현미경을 이용하여 패턴을 확인하였고 광학적, 전기적 특성을 분석하였다. 제작한 패턴의 크기로 광학적 특성을 조절하여 특정 파장에 반응하는 흡수체 및 적외선 센서를 구현할 수 있다. |
