• 한국세라믹학회지
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• 제38권1호
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• pp.74-83
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• 2001

FHD(Flame Hydrolysis Deposition) 공정은 광통신에서 사용되는 수동형 집적광학소자를 제작하는 공정으로서, SiCl$_4$를 형성하는 방법이다. 이 FHD 공정은 화염 형성에 관여하는 장비의 조건에 따른 매우 다양한 공정인자에 의하여 박막의 조성이 결정되므로, 박막의 조성을 예측하는 것이 용이하지 않았다. 본 연구에서는 FHD 공정에서 첨가가스의 유량을 제어하여 박막의 조성 및 광학적 특성을 예측할 수 있는 공정 분석의 기초자료를 제공하기 위하여 FTIR과 ICP-AES를 이용하여 실리카 soot의 조성분석에 대한 연구를 수행하였다. FTIR 흡수스펙트럼을 통해 실리카 soot에 존재하는 Si-O, B-O, OH($H_2O$) 농도의 변화를 관찰할 수 있었으며, ICP-AES를 통해 B-O의 흡수스펙트럼의 변화를 B의 농도와 정량적으로 연관지을 수 있었다.

• 한국세라믹학회지
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• 제37권6호
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• pp.524-529
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• 2000

Silica slab wavegudie was fabricated on Si substrates by FHD for planar optical passive devices. The slab waveguide consists of lower clad and core layers, where core layer index is controlled by GeO2 addition. Doping of GeO2 in silica is difficult because of the low deposition density due to nonspherical particle generation in FHD process. Silica core particles deposited at various conditions such as flame temperature and substrate scanning were analyzed by SEM and TEM. As the flame temperature increased, the surface roughness of the core layer was decreased up to 3.6 nm after consolidation. Index difference and thickness of core of slab waveguide were 0.3%, 8$\mu\textrm{m}$ respectively. Measured optical loss at TE mode was <0.04 dB/cm at 1.3$\mu\textrm{m}$ and <0.06 dB/cm at 1.55$\mu\textrm{m}$.

• 한국세라믹학회지
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• 제35권4호
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• pp.364-370
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• 1998

광집적회로용 평면도파로를 구현하기 위한 $B_2O_3-P_2O_5-SiO_2$ 실리카 광도파막을 실리콘 기판위에 FDH(Flame Hydrolysis Depositon)법으로 제조하여 미립자의 미세구조, 실리카막의 굴절률과 조성을 고찰하였다. FHD법에서 도펀트(dopant)물질로, $B_1\;P_1\;Ge$ 등의 산화물이 사용되며, $B_1$ Ge 산화물의 경우 $SiO_2$와의 결합특성이 우수하여 비교적 도핑(doping)이 용이하지만 P의 경우 $P_2O_5$의 낮은 융점에 의한 증발 등으로 효과적인 도핑이 어렵다. 수직형 FHD 토치를 사용하고 화염온도, 기판온도, 토치와 기판간의 거리를 최적화하여 P 농도가 3.3 Wt%이상이고 고밀화 온도가 $1180^{\circ}C$ 이하인 양질의 실리카막을 얻었다. 실리카막의 굴절률은 $1.55\;\mu\textrm{m}$ 파장에서 $1.4480{\pm}1{\times}10^{-1}$로 측정되었으며, $22{\pm}1\;\mu\textrm{m}$의 두께를 보였다.

• 한국세라믹학회지
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• 제39권3호
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• pp.278-285
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• 2002

화염가수분해증착(FHD : Flame Hydrolysis Deposition)공정으로 평면형 광수동소자를 구현하기 위한 1050$^{\circ}C$의 저온에서 실리카(silica)막을 형성하였다. 본 연구는 실리카 막을 저온에서 형성하기 위하여 B, P 의 함량을 증가시키면서 고밀화 온도 변화 및 고밀화 분위기에 따른 미세구조의 변화 등 고밀화 영향과 광학적 특성을 관찰하였다. He 분위기에서 고밀화한 경우 적정 고밀화 온도를 1050$^{\circ}C$까지 낮출 수 있었고, 그 결과 표면조도(Surface Roughness)가 5.6nm인 균질한 실리카 막을 저온에서 형성할 수 있었다.

• 한국세라믹학회지
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• 제39권9호
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• pp.896-901
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• 2002

FHD(Flame Hydrolysis Deposition)공정은 화염 형성에 관여하는 장비의 조건들과 그에 따른 다양한 공정인자에 의하여 박막의 조성이 결정되며, 증착된 막을 치밀화하는 첨가물의 증발로 인해 열처리공정에서 조성이 변화되므로 공정인자로부터 최종적인 광도파막의 조성을 예측하는 것은 매우 어렵다. 본 연구에서는 FHD 공정에서 첨가가스의 유량을 제어하여 박막의 조성 및 광학적 특성을 예측할 수 있는 공정 분석의 기초자료를 제공하기 위하여 FTIR(Fourier Transformation Infrared Spectroscopy)측정과 ICP-AES(Inductively Coupled Plasma-Atomic Emission Spectrometry)측정을 통해 실리카 막의 조성분석에 대한 연구를 수행하였다. FTIR 흡수 스펙트럼을 통해 실리카 막에 존재하는 Si-O, B-O band를 측정하고 정성적 농도변화를 관찰 하였고, ICP-AES를 통해 Boron의 농도를 정량적으로 측정하였다. 이 두 결과로부터 FTIR을 이용한 정량적 조성분석의 기초자료인 B-O band의 흡광계수를 구하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제24권11호
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• pp.1464-1469
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• 2000

The effects of SiCl$_4$addition on flame structures have been studied in flame hydrolysis deposition (FHD) processes using Coherent anti-Stokes Raman spectroscopy (CARS) and planar laser induced fluorescence (PLIF) to measure temperatures and OH concentrations, respectively. The results demonstrate that even a small amount of SiCl$_4$ addition can change thermal and chemical structures of H$_2$/O$_2$ diffusion flames. When SiCl$_4$ is added to a flame temperature decreases in non-reacting zone due to the increases in both specific heat and density of the gas mixture, while flame temperature increase in particle formation zone due to the heat release through hydrolysis and oxidation reactions of SiCl$_4$. It is also found that OH concentration decreases dramatically in particle formation zone where temperatures increase. This can be attributed to consumption of oxidative species and generation of HCl during silica formation.

• 한국세라믹학회지
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• 제40권6호
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• pp.589-593
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• 2003

실리카 평판광회로는 다양한 광수동소자에 응용이 되고 있으며, 이를 구성하는 SiO$_2$와 GeO$_2$-SiO$_2$ 막은 화염가수분해증착에 의해 증착되었다. SiO$_2$ 막은 산-수소 토치에 SiCl$_4$, POC1$_3$와 BCl$_3$를 주입하여 화염가수반응에 의해 생성되었으며, POC1$_3$/BC1$_3$ 유량비가 증가함에 따라 P 농도는 2.0-2.8 at%까지 증가하였고, 굴절률은 1.4584-1.4605로 증가하였다. GeO$_2$-SiO$_2$ 막의 굴절률은 GeCl$_4$ 유량에 의해 제어되었으며 30-120 sccm으로 증가함에 따라 1.4615-1.4809로 증가하였다.

• 한국세라믹학회지
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• 제38권12호
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• pp.1144-1149
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• 2001

본 연구에서는 화염가수분해증착법(Flame Hydrolysis Deposition : FHD)을 이용하여 실리콘(Si)/실리카(SiO$_2$) 광도파막을 제조하고, 이 박막에 Solution Doping 법을 이용해 Er/Al을 복합 첨가하여 광증폭 매질을 제작하는 연구를 수행하였다. 형광 측정을 통해 Al의 복합첨가에 의한 형광효율의 감소 방지 및 형광 스펙트럼의 반치폭 증가를 확인할 수 있었다. 즉, Al가 0.48wt%가 첨가된 경우, Er가 0.14wt% 첨가되는 경우에도 형광세기가 감소하지 않음을 확인하였으며, $1.5mu extrm{m}$ 대역의 형광스펙트럼의 대역폭이 약 5nm 정도 증가됨을 관찰하였다.

• 한국광학회:학술대회논문집
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• 한국광학회 2002년도 하계학술발표회
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• pp.46-47
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• 2002

Flame Hydrolysis Deposition (FHD) 공정은 SiC1$_4$, GeCl$_4$, POC1$_3$, BCl$_3$ 등의 원료를 사용하여 Si wafer 및 유리기판 위에 silicate soot를 증착하는 방법이며, 증착된 soot는 고온에서 소결과정을 거쳐 B$_2$O$_3$-P$_2$O$_{5}$ -GeO$_2$-SiO$_2$(BPGS)계 유리막으로 형성된다. 유리막의 굴절률은 SiC1$_4$, GeCl$_4$, POC1$_3$, BCl$_3$ 등의 원료 유량을 조절하여 변화가능하며 이를 이용하여 광도파로를 제작할 수 있다 특히 광통신에 사용할 수 있는 광증폭기 등의 능동형 광소자 제작을 위해서는 FHD공정을 통해 형성된 soot에 Er$^{3+}$ 등의 희토류 원소를 첨가하여야 한다. (중략)

• 한국광학회지
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• 제16권4호
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• pp.340-344
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• 2005

화염가수분해 증착법(FHD : Flame Hydrolysis Deposition)으로 제작된 Ge이 첨가된 BPSG(Boro-Phospho-Silicate-Glass)막의 표면을 절단톱(dicing saw)을 이용하여 일정한 깊이로 절단함으로써 각 단위 마이크로렌즈 셀들을 형성시켰다. 또한 절단된 각 단위 마이크로렌즈 셀들을 가열용융(thermal reflow) 방법을 이용하여 $1200^{\circ}C$에서 가열용응시킴으로써 직경이 $53.4{\mu}m$인 마이크로렌즈 어레이를 제작할수 있었다. 이 때 렌즈간 간격은 $70{\mu}m,$ 렌즈 두께는 약 $28.4{\mu}m$이었다. 제작된 마이크로렌즈 어레이의 형상을 이미지-프로세스로 분석하였으며. 초점거리는 $62.2{\mu}m$이었다. 본 제작방법은 일반적인 사진식각 공정을 이용한 마이크로렌즈 제작보다 간단하면서도 저렴한 비용으로 제작이 가능하다. 또한 곡률반경의 조절이 용이하고, 보다 정밀하며 다양한 마이크로렌즈 어레이를 구현할 수 있다.