The two-photon induced photoreduction is a useful process to fabricate three-dimensional (3-D) metallic microstructures which can be applied to 3-D micro-circuits and optical devices, etc. This process employs photoreduction of silver ions in a metallic solution of metallic salt($AgNO_3$) and water-soluble polymer(poly(4-styrenesulfonique acid)). Important issues in this process are improvements of the resolution and the concentration of metal ions. To address the issues, continuous forming window(CFW) is obtained from a parameter study for the conditions of a laser power and an exposure time and a noble method of the in-situ seed generation(ISG) is proposed. Silver nano particles are uniformly generated in a metallic solution through the ISG method, which provides decrease of the laser power to trigger the photoreduction of silver ions as well as increase metal contents in a metallic solution. Therefore, a photoreduction property of a metallic solution and a metallic property of fabricated patterns are improved. To estimate the efficiency of the ISG method, two-dimensional metallic microstructures are fabricated and the optical and electrical properties of fabricated patterns are measured by EDS, probe station, ellipsometer.
이광자 흡수 광환원 현상은 3차원 미세 회로 소자 및 광학 소자로 응용될 수 있는 3차원 금속 미세 구조물을 제작하기에 유리한 공정이다. 이 공정은 금속염(AgNO3)과 물에 녹는 고분자(poly(4-styrenesulfonique acid))로 이루어진 금속 수용액의 은 이온의 광환원 현상을 이용한다. 이 공정에서 중요한 사항은 형상 정밀도 개선과 금속 이온의 함유량 증가에 있다. 이를 위해 레이저 파워와 조사 시간을 변수로 한 파라미터 연구를 통해 연속적으로 균일한 금속 형상을 제작할 수 있는 continuous forming window(CFW)를 도출 하였고 in-situ seed generation(ISG) 방법을 제안하였다. ISG 방법에 의해 은 나노 입자가 금속 수용액 내부에 균일하게 형성되어 은 이온의 광환원에 필요한 레이저 파워를 줄이고 금속 수용액의 금속 함유량을 증가시킬 수 있다. 그러므로 금속 수용액의 광환원 성질과 제작된 금속 형상의 금속 특성을 향상시킬 수 있다. ISG 방법에 의한 효과를 검증하기 위해 2차원 금속 미세 형상을 제작하였고 EDS, probe station, ellipsometer 측정 장비를 이용하여 제작된 형상에 대한 광학적, 전기적 특성을 평가하였다.
