• 한국광학회지
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• 제13권5호
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• pp.396-399
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• 2002

전자선 증착기를 이용하여 1.3$\mu\textrm{m}$ 광모드 변환기가 집적된 반도체 레이저 출력 단면에 $SiO_2$와 $TiO_2$ 두 개의 박막 층으로 무반사 증착 하였다. 증착 단면의 최소 단면 반사율 $~ 10^{-5}$을 얻었고, $~ 10^{-4}$이하 단면 반사율 밴드 폭은 약 27nm임을 측정하였다. 이러한 코팅은 외부 공진기 레이저 광원 및 반도체 광 증폭기 등에 응용 가능하다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.282.2-282.2
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• 2016

중적외선 물질에는 Ge, ZnS, ZnSe, Si 등이 있으나 고굴절율이므로 반사가 매우 크게 발생을 한다. 이를 줄이기 위해 다층 박막 무반사 코팅을 일반적으로 사용하지만 열에 취약함, 적합한 물질을 찾는 것이 매우 어려움, 다층 박막으로 제작 시 두께가 매우 두꺼워짐의 단점이 있다. 또한 Ge, ZnS, ZnSe 의 소재는 가격이 Silicon에 비해 매우 비싸다. 그러므로 RCWA(Rigorous Coupled Wavelength Analysis) 시뮬레이션을 이용하여 상대적으로 저렴한 소재임에도 고투과성을 지닌 중적외선용 무반사 실리콘 서브파장구조(Subwavelength Structures, SWSs)를 제안한다. 본 연구에서는 원기둥, 원뿔, 파라볼라, 잘린 원뿔(truncated cone) 등의 형태에 따른 투과율 특성을 파악하여 최적구조가 파라볼라 형태임을 증명하였다. 또한 서브파장구조의 주기, 높이의 특성을 조절하여 공정 시의 종횡비(Aspect ratio)를 고려한 최적형태를 제안하였다. 중적외선 영역($3{\mu}m{\sim}5{\mu}m$)에서 일반 Silicon의 적외선 영역에서 평균 55%의 낮은 투과율을 보이나, 양면에 무반사 구조를 설계 하였을 때 평균 94%의 높은 투과율을 확인할 수 있다. 다양한 형태를 가진 무반사 실리콘 서브파장 구조물을 RCWA 방식으로 계산함으로서 특성을 파악하며 최적구조를 설계 할 수 있다. 또한 단면에 비하여 양면으로 SWSs 구조를 제작할 시 매우 두드러지는 투과특성을 확인할 수 있다. 고굴절율이지만 뛰어난 투과특성을 이용하여 초소형 적외선 카메라 렌즈 뿐만 아니라 적외선 광검출기, 광학 필터 등에 이용 가능할 것으로 예상된다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2009년도 추계학술대회 초록집
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• pp.129-130
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• 2009

다이아몬드상 탄소 (Diamond-like Carbon; DLC) 박막은 광학재료의 보호 및 무반사 코팅, 저마찰 오버코팅 및 평판 표시소자의 전계방출 Tip 코팅 등 다양한 분야에 응용이 기대되고 있는 재료이다. 이온빔 방식의 DLC 박막 제조 장치를 이용하여 다양한 조건에서 DLC 박막을 제조하고 그 특성을 평가하였다.

• 한국광학회:학술대회논문집
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• 한국광학회 2000년도 하계학술발표회
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• pp.172-173
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• 2000

TiN 박막은 부착력이 좋은 기계적 성질을 갖고 있으며 화학적 안정성이 뛰어난 장점을 갖고 있어 수명이 긴 박막으로 사용 할 수 있다. 또한 반도체 집적 회로소자에서는 Al과 Si 사이의 확산 방지막으로 널리 사용하고 있으며, 티타늄과 질소의 화학 조성비를 적절히 조절하여 노란 금빛을 띠는 TiN 박막을 시계나 장신구 등의 표면에 코팅하여 장식에도 많이 사용하고 있다$^{[1]}$ . 최근에는 얇은 전도성 TiN 박막을 사용하여 무반사 영역을 넓히고, 무정전 효과를 지니며, TiN 박막의 두께를 변화시켜 투과율을 조절하여 명도대비(contrast)를 향상시킬 수 있는 2층 무반사 무정전 박막을 연구하고 있다.$^{[2]}$ 여기서는 티타늄과 질소의 원소조성비에 따른 TiN 박막의 복소수 굴절률의 분산이 단 2층으로 넓은 가시광선 영역에서 무반사 효과를 가질 수 있도록 TiN 박막을 증착해야 한다. (중략)

• 한국통신학회논문지
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• 제18권12호
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• pp.1935-1944
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• 1993

레이저 다이오드단면의 최적 무반사 코팅 조건을 활성층 두께의 함수로써 세가지 간단한 수치해석 방법을 사용하여 계산하였다. 세가지 간단한 수치해석 방법을 사용하여 얻은 결과가 서로 가른 것은 각 방법에서 사용한 레이저 다이오드내의 유효 굴절율이 다르기 때문이다. 또한 간단한 수치해석 방법의 정확성을 검토하기위하여 정확한 수치해석 결과와 그 결과들을 비교하였다. 레이저 다이오드의 유효 굴절율이 도과모드를 구성하는 각 편면파의 입사간도에 따라 변해 굴절율이 도파모드를 구성하는 각 평면파의 입사각도 따라 변화하도록 설정한 방법이 TE와 TM 모드에 대해서 또 활성층 굴절율과 클래딩층의 굴절율차가 작은 경우 클 경우 각각에 대하여 정확한 수치해석 결과와 잘 일치함을 알 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.201.2-201.2
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• 2013

원자층 증착법(ALD)을 통해 최적의 Al doped ZnO (AZO)박막을 얻기 위해 기판온도와 Al도핑농도 등의 공정변수를 조절하여 최적의 성막 조건 연구특성을 분석하였다. 증착당시 Zn와 Al의 precursors는 diethylzinc(DEZ), trimethylaluminum(TMA)을 각각 사용하였으며, reactants로는 Deionized water를 사용하였다. DEZ와 TMA의 증착비율을 통하여 1%에서 12%까지 Al의 도핑농도를 조절하였다. 이후 Hall effect measurement를 이용하여 기판온도와 Al도핑농도에 따른 AZO박막의 운반자 농도, 이동도, 저항을 분석했고, X-ray diffraction을 통하여 물리적 구조의 변화를 관측했다. 공정 최적화를 통하여 Al도핑농도의 변화가 AZO박막의 전기적 특성에 미치는 영향을 해석하였다. 또한, 공정의 최적화 이후 AZO박막을 나노 구조체 석영(quartz)기판위에 250도의 온도에서 Al ~3%의 농도로 10nm부터 150nm까지의 두께로 증착하였다. SEM 분석을 통해 나노 구조체 기판에 균일한 AZO 박막이 형성되었는지 확인하였고, AZO박막의 두께에 따른 전기적 특성 및 광 투과도를 측정한 결과 나노구조체 석영 기판위에 증착된 AZO박막은 가시광선 영역에서 80%이상의 광 투과도를 보였으며 ${\sim}10^{-3}{\Omega}cm$의 저항을 보였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.225.2-225.2
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• 2013

실리콘기반의 광전변환 소자는 소자공정의 편의성, 소자 신뢰성, 화학적 안정성, 그리고 저가경쟁력 등의 이점 때문에 수 십 년간 널리 연구되어 왔다. 그러나, 실리콘 재료의 경우 높은 굴절률로 인해 표면에서 높은 광 반사도를 가지고 있다. 일반적으로, 태양전지의 광전변환 효율은 빛이 서로 다른 유전율을 가진 계를 통과할 때 발생하는 계면반사로 인한 물리적인 한계를 가진다. Indium Tin Oxide (ITO)는 발광 다이오드, 태양전지, 그리고 광 검출기 등의 광소자에 적용하기 위해 수 년간 투명전도 산화막 재료로서 연구되어 왔다. ITO의 뛰어난 광학적, 전기적 특성은 높은 투과도와 낮은 전기 전도도를 요구하는 소자 응용에 대해 유망한 후보로 거듭나게 했다. 게다가, ITO의 굴절률은 대략 2정도이다. 그 결과, ITO는 반도체 기반 태양전지의 무반사 코팅 소재로서도 장점을 가지고 있다. 본 연구는 전자빔 증착법으로 경사입사 증착을 하여 실리콘 기반 태양전지에 증착될 ITO 박막의 굴절률을 조절한다. 여기서, 실리콘의 굴절률은 대략 3.5정도이다. 그러므로, 더 나은 광학적 특성을 가지기 위해 다층으로 올려진 ITO 박막이 점진적인 굴절률 변화를 가지는 것을 필요로 한다. 점진적 굴절률 변화를 가진 무반사 박막이 실리콘 태양전지의 특성에 미치는 영향을 평가하기 위해 광전변환 효율을 측정하였다. 증착된 박막의 굴절률과 표면형상은 각각 타원편광분석과 Atomic Force Microscopy (AFM)을 통해 분석되었다. 또한, 소자의 단면형상은 Scanning Electron Microscopy (SEM)으로 측정되었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제5권4호
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• pp.777-790
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• 2001

광통신용 광섬유의 최저손실 파장영역인 1.55w에서 고출력으로 안정하게 동작하는 SLD를 설계하기 위하여 이론적인 해석을 수행하였다. 활성영역과 SCH층의 재료는 Int-xGaxAsyPl-y를 이용하였다. 활성영역의 측방향과 횡방향 모드해석으로부터 단일모드 고출력 동작을 위한 광전력분포와 광가둠계수를 구하였으며, 이들 계산으로부터 최대 광가둠계수를 얻기 위한 SCH층의 조성과 두께를 계산하였다. 낮은 반사도를 얻기 위하여 후면 에 윈도우 영역을 두었고 활성영역과 윈도우 영역의 계면이 측방향으로 각도를 가지게 하였으며 가우시안빔 근사와 모드해석으로부터 반사도를 계산하였다. $1.3\mum$ InGaAsP를 SCH층으로 하였을 때 최대의 광가둠계수를 얻기 위한 SCH층의 두께는$0.08\mum$정도이었다. 10-4정도의 반사도를 얻기 위해서는 활성층의 두께를 $0.2\mum$, SCH 층의 두께를 $0.08\mum$ 로 하였을 때 무반사코팅을 하지 않을 경우 윈도우 영역의 길이는 $100\mum$ 정도이고, 반사도 1% 정도의 무반사 코팅을 할 경우 $10\mum$ 정도가 된다. 측면 경사각이 $10~15^{\circ}$이면 반사도는 10-3정도가 된다. 이들 결과로부터 AR코팅을 하지 않고도 윈도우 영역의 길이와 측면 경사각을 적당히 조절한다면 안정적으로 동작하는 SLD의 제작이 가능하다는 것을 알 수 있다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.65.2-65.2
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• 2013

발광다이오드, 태양전지, 광센서, 바이오센서, 나노발전기 등을 포함한 여러 종류의 광전자 소자들의 성능을 향상시키기 위한 새로운 기술적 시도들이 제안되어 왔다. 반도체기반 나노구조는 넓은 표면적과 독특한 특성을 가지고 다양한 기능성의 부여가 용이하며, 주로 나노패턴형성 및 식각에 의한 top-down 방법과 성장/합성에 의한 bottom-up 방법들에 의해 제작되어 왔다. 최근, 단순성, 저비용 공정을 바탕으로 소자 표면상에 나노구조를 형성하여 성능을 개선하기 위한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 또한 다층박막을 통한 무반사 코팅을 대체할 수 있는 moth-eye 효과를 이용한 생체모방형 서브파장 무반사 나노구조에 대한 관심이 증가하고 있다. 본 발표에서는 실리콘, 화합물, 산화물을 포함한 반도체 나노구조들의 설계 및 제작을 통해 구조적, 광학적 특성을 측정, 분석하고 이들의 다양한 광전자소자 응용에 대한 연구결과를 발표하고자 한다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.309-309
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• 2013

기존의 CIGS 태양전지는 window 층(GZO/ZnO/CdS)에서의 투과 및 반사 손실을 줄이기 위하여 MgF2를 이용한 AR (Anti Reflection) 층을 적용하여 cell을 제작하고 있다. 현재 단위공정을 줄이고 시간적 경제적 비용을 절감하기위해 무반사 코팅층 없이 표면의 구조를 변화 시키거나 CIGS 태양전지의 window 층만으로 cell 구조에 적용하는 연구가 많이 진행되고 있다. 본 연구는 AR층과 window층 역할을 동시에 만족하는 일체화된 window층 두께를 설계하고 성장한 후, window층의 열처리 전후의 구조적, 광학적 및 전기적 특성을 비교 평가하였다. Macleod simulation을 이용하여 window 층을 설계한 후, RF magnetron sputtering법을 이용하여 상온성장 시킨 후 N2 분위기에서 후열처리 조건에 따른 박막의 구조적, 전기적 및 광학적 특성을 변화를 X-ray diffractometer, Field emission-scanning electron microscope, Atomic force microscopy, 4 point probe, Hall 측정, 투과도 및 반사도등으로 비교 평가하였다.