• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제21권3호
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• pp.67-71
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• 2014

본 연구에서는 Si(111) 기판을 이용하여 고품질의 GaN 박막을 성장하기 위하여 다양한 패턴을 갖는 Si 기판을 제작하였다. Si(111) 기판위에 이온 스퍼터(ion-sputter)를 이용하여 Pt 박막을 증착한 후 열처리(thermal annealing)하여 Pt 금속 마스크를 형성하고 유도 결합 플라즈마 이온 식각(inductively coupled plasma-reactive ion etching, ICP-RIE) 공정을 통하여 기둥(pillar)형태의 나노 패턴된 Si(111) 기판을 제작하였고 리소그래피 공정을 통하여 마이크로 패턴된 Si(111) 기판을 제작하였다. 일반적인 Si(111) 기판, 마이크로 패턴된 Si(111) 기판 및 나노 패턴된 Si(111) 기판위에 유기화학기상증착(metal organic chemical vapor deposition, MOCVD) 방법으로 GaN 박막을 성장하여 표면 특성과 결정성 및 광학적 특성을 분석하였다. 나노 패턴된 Si(111) 기판위에 성장한 GaN 박막은 일반적인Si(111) 기판과 마이크로 패턴된 Si(111) 기판위에 성장한 GaN 박막보다 표면의 균열과 거칠기가 개선되었다. 나노 패턴된 Si(111) 기판위에 성장한 GaN (002)면과 (102)면에 x-선 회절(x-ray diffraction, XRD) 피크의 반폭치(full width at half maximum, FWHM)는 576 arcsec, 828 arcsec으로 다른 두 기판위에 성장한 GaN 박막 보다 가장 낮은 값을 보여 결정성이 향상되었음을 확인하였다. Photoluminescence(PL)의 반폭치는 나노 패턴된 Si(111) 기판위에 성장한 GaN 박막이 46.5 meV으로 다른 기판위에 성장한 GaN 박막과 비교하여 광학적 특성이 향상되었음을 확인하였다.

• 한국진공학회지
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• 제17권1호
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• pp.73-79
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• 2008

투명 전도성 산화물 전극(transparent conductive oxide electrodes)에 적용하기 위하여 RF 마그네트론 스퍼터링 방법에 의해 유리 기판 위에 산화아연 박막을 증착하였다. 투명 전극으로써 응용되기 위한 최적의 조건으로 기판온도를 상온으로 유지하고 RF power 200 W, 타겟과 기판사이의 거리(Dts)가 30 mm일 때 증착된 산화아연 박막으로부터 가장 낮은 비 저항값($7.4{\times}10^{-3}{\Omega}cm$)을 얻어 낼 수 있었으며, 85% 이상의 높은 투과율을 만족하는 박막을 얻을 수 있었다. 실질적인 소자로써의 응용을 위해 photo lithography를 통한 pattern을 형성, 습식 식각을 통하여 그 특성을 알아보고자 하였다. 습식 식각에서 사용된 식각용액(etchant)으로는 다양한 산 용액(황산, 옥살산, 인산)을 사용하였으며, 산의 농도 변화에 따른 식각특성과 식각시간 및 식각 이미지(표면형상)의 변화를 알아보았다. 결과적으로 산화아연의 습식식각은 산의 종류와 무관하게 산 용액의 농도(즉, pH)에 크게 의존하며, pH가 증가함에 따라 식각율이 지수함수적으로 감소하고 아울러 다양한 식각 이미지가 나타남을 최초로 고찰할 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.454-454
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• 2014

Silicon microwire array is one of the promising platforms as a means for developing highly efficient solar cells thanks to the enhanced light trapping efficiency. Among the various fabrication methods of microstructures, deep reactive ion etching (DRIE) process has been extensively used in fabrication of high aspect ratio microwire arrays. In this presentation, we show precisely controlled Si microwire arrays by tuning the DRIE process conditions. A periodic microdisk arrays were patterned on 4-inch Si wafer (p-type, $1{\sim}10{\Omega}cm$) using photolithography. After developing the pattern, 150-nm-thick Al was deposited and lifted-off to leave Al microdisk arrays on the starting Si wafer. Periodic Al microdisk arrays (diameter of $2{\mu}m$ and periodic distance of $2{\mu}m$) were used as an etch mask. A DRIE process (Tegal 200) is used for anisotropic deep silicon etching at room temperature. During the process, $SF_6$ and $C_4F_8$ gases were used for the etching and surface passivation, respectively. The length and shape of microwire arrays were controlled by etching time and $SF_6/C_4F_8$ ratio. By adjusting $SF_6/C_4F_8$ gas ratio, the shape of Si microwire can be controlled, resulting in the formation of tapered or vertical microwires. After DRIE process, the residual polymer and etching damage on the surface of the microwires were removed using piranha solution ($H_2SO_4:H_2O_2=4:1$) followed by thermal oxidation ($900^{\circ}C$, 40 min). The oxide layer formed through the thermal oxidation was etched by diluted hydrofluoric acid (1 wt% HF). The surface morphology of a Si microwire arrays was characterized by field-emission scanning electron microscopy (FE-SEM, Hitachi S-4800). Optical reflection measurements were performed over 300~1100 nm wavelengths using a UV-Vis/NIR spectrophotometer (Cary 5000, Agilent) in which a 60 mm integrating sphere (Labsphere) is equipped to account for total light (diffuse and specular) reflected from the samples. The total reflection by the microwire arrays sample was reduced from 20 % to 10 % of the incident light over the visible region when the length of the microwire was increased from $10{\mu}m$ to $30{\mu}m$.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2012년도 춘계학술발표대회
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• pp.81.2-81.2
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• 2012

To fabricate a metal mold for injection molding, hot-embossing and imprinting process, mechanical machining, electro discharge machining (EDM), electrochemical machining (ECM), laser process and wet etching ($FeCl_3$ process) have been widely used. However it is hard to get precise structure with these processes. Electrochemical etching has been also employed to fabricate a micro structure in metal mold. A through mask electrochemical micro machining (TMEMM) is one of the electrochemical etching processes which can obtain finely precise structure. In this process, many parameters such as current density, process time, temperature of electrolyte and distance between electrodes should be controlled. Therefore, it is difficult to predict the result because it has low reliability and reproducibility. To improve it, we investigated this process numerically and experimentally. To search the relation between processing parameters and the results, we used finite element simulation and the commercial finite element method (FEM) software ANSYS was used to analyze the electric field. In this study, it was supposed that the anodic dissolution process is predicted depending on the current density which is one of major parameters with finite element method. In experiment, we used stainless steel (SS304) substrate with various sized square and circular array patterns as an anode and copper (Cu) plate as a cathode. A mixture of $H_2SO_4$, $H_3PO_4$ and DIW was used as an electrolyte. After electrochemical etching process, we compared the results of experiment and simulation. As a result, we got the current distribution in the electrolyte and line profile of current density of the patterns from simulation. And etching profile and surface morphologies were characterized by 3D-profiler(${\mu}$-surf, Nanofocus, Germany) and FE-SEM(S-4800, Hitachi, Japan) measurement. From comparison of these data, it was confirmed that current distribution and line profile of the patterns from simulation are similar to surface morphology and etching profile of the sample from the process, respectively. Then we concluded that current density is more concentrated at the edge of pattern and the depth of etched area is proportional to current density.

• Journal of Periodontal and Implant Science
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• 제45권3호
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• pp.120-126
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• 2015

Purpose: With the significance of stable adhesion of alveolar bone and peri-implant soft tissue on the surface of titanium for successful dental implantation procedure, the purpose of this study was to apply microgrooves on the titanium surface and investigate their effects on peri-implant cells and tissues. Methods: Three types of commercially pure titanium discs were prepared; machined-surface discs (A), sandblasted, large-grit, acid-etched (SLA)-treated discs (B), SLA and microgroove-formed discs (C). After surface topography of the discs was examined by confocal laser scanning electron microscopy, water contact angle and surface energy were measured. Human gingival fibroblasts (hGFs) and murine osteoblastic cells (MC3T3-E1) were seeded onto the titanium discs for immunofluorescence assay of adhesion proteins. Commercially pure titanium implants with microgrooves on the coronal microthreads design were inserted into the edentulous mandible of beagle dogs. After 2 weeks and 6 weeks of implant insertion, the animal subjects were euthanized to confirm peri-implant tissue healing pattern in histologic specimens. Results: Group C presented the lowest water contact angle ($62.89{\pm}5.66{\theta}$), highest surface energy ($45{\pm}1.2mN/m$), and highest surface roughness ($Ra=22.351{\pm}2.766{\mu}m$). The expression of adhesion molecules of hGFs and MC3T30E1 cells was prominent in group C. Titanium implants with microgrooves on the coronal portion showed firm adhesion to peri-implant soft tissue. Conclusions: Microgrooves on the titanium surface promoted the adhesion of gingival fibroblasts and osteoblastic cells, as well as favorable peri-implant soft tissue sealing.

• 대한소아치과학회지
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• 제33권2호
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• pp.192-200
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• 2006

본 연구는 Er:YAG레이저를 이용한 법랑질의 표면처리가 치면열구전색제의 미세누출에 미치는 영향을 알아보기 위해서 시도되었다. 먼저 법랑질 표면 처리에 적절한 Er:YAG레이저 조사 수준을 알아보기 위해, 치면열구에 50 mJ에서 300 mJ까지 3 Hz로 레이저를 조사하고, 주사전자현미경으로 표면 변화를 관찰하였다. 교정 목적으로 발거된 건전한 소구치 36개를 치면열구전색 전 법랑질 처리 방법에 따라 아무런 처리 없는 군(1군), 전통적인 산부식 시행한 군(2군), Er:YAG 레이저를 조사한 군(3군), Er:YAG 레이저 조사 후 산부식 시행한 군(깊군)으로 나누었다. 치면열구전색 후 1000회의 열순환을 시행하였고, Rhodamine B를 이용해 치아를 염색하였다. 각 치아를 협설 방향으로 절단하여 1mm 두께의 시편 3개를 만들었으며, 총 108개의 시편 (각 군당 27개)을 얻었고, 형광현미경으로 관찰하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 주사전자현미경 관찰 결과 50 mJ, 3 Hz로 Er:YAG 레이저를 조사하였을 때 산부식과 유사한 법랑질 표면 변화를 관찰할 수 있었으며, 조사 에너지가 증가할수록 법랑질 표면의 용해와 재결정화 및 균열이 관찰되었다. 2. 치면열구전색의 미세누출도 1>3>4>2 군의 순으로 많이 나타났었다. 1, 3, 4군은 미세누출토에서 상호 차이를 나타내지 않았으나(p>0.05), 2군은 1, 3군에 비해 유의하게 적었다(p<0.05). 이상의 결과로 볼 때, 치면열구전색시 미세누출의 감소에 있어 Er:YAG레이저 조사보다 전통적인 산부식이 우수하다 생각되며, Er:YAG 레이저의 조사조건에 대한 더 많은 연구가 필요할 것으로 사료된다.