KR100960391B1 - 나노 디바이스의 제조 방법 및 그 제조 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판에 대해 실질적으로 수직한 나노 와이어를 형성하기 위한 나노 디바이스의 제조 방법 및 그 제조 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 나노 디바이스의 제조 방법은 챔버 내에 실리콘 소스 가스를 공급하는 단계, 챔버 내에 수납된 기판의 온도를 실리콘 소스 가스의 온도와 별개로 제어하는 단계, 기판의 온도를 제어하여 기판 위에 온도 구배를 형성하는 단계, 및 온도 구배에 따라 기판의 판면에 실질적으로 수직인 방향으로 뻗은 실리콘 나노 와이어를 형성하는 단계를 포함한다.
실리콘 나노 와이어, 화학기상증착법, 냉각관, 석영기판

Description

나노 디바이스의 제조 방법 및 그 제조 장치 {METHOD FOR MANUFACTURING NANODEVICE AND DEVICE FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 나노 디바이스의 제조 방법 및 그 제조 장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 기판에 대해 실질적으로 수직한 나노 와이어를 형성하기 위한 나노 디바이스의 제조 방법 및 그 제조 장치에 관한 것이다.
바텀업(bottom-up) 방식을 이용한 나노 구조체의 제조 방법이 주목을 받고 있다. 원하는 특성을 가지는 나노 구조체를 제조하기 위해서는, 나노 구조체의 직경과 길이, 위치 및 성장 방향 등을 제어하는 기술이 필요하다. 여기서, 나노 구조체는 나노 튜브 및 나노 와이어 등을 포함한다.
종래에, 기판 위에 기판과 일정한 각도를 가지는 실리콘 나노 와이어를 성장시키기 위해서는 기판의 산화막을 에칭해야 하므로 공정이 복잡하였다. 또한, 기판 위에 산화막이 재형성되는 것을 방지하기 위하여 고진공 및 고온 상태에서 공정을 실시해야 했다.
본 발명은 기판의 판면에 대해 수직으로 성장한 나노 와이어를 포함하는 나노 디바이스의 제조 방법을 제공하고자 한다. 또한, 전술한 나노 디바이스의 제조 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 실리콘 나노 와이어의 제조 방법은 챔버 내에 실리콘 소스 가스를 공급하는 단계, 챔버 내에 수납된 기판의 온도를 실리콘 소스 가스의 온도와 별개로 제어하는 단계, 기판의 온도를 제어하여 기판 위에 온도 구배를 형성하는 단계, 및 온도 구배에 따라 기판의 판면에 실질적으로 수직인 방향으로 뻗은 실리콘 나노 와이어를 형성하는 단계를 포함한다.
기판의 온도를 제어하는 단계에서, 기판에 공기 또는 냉각수를 제공하여 기판을 냉각시킬 수 있으며, 공기 또는 냉각수는 기판과 간접 접촉할 수 있다. 공기의 유입 압력 또는 냉각수의 유입 압력은 기판의 온도 구배에 비례할 수 있다.
기판을 냉각하는 단계에서, 기판의 온도와 실리콘 소스 가스와의 온도 차이는 100℃ 내지 200℃일 수 있고, 기판의 온도와 실리콘 소스 가스와의 온도 차이는 실질적으로 130℃일 수 있다.
실리콘 나노 와이어를 형성하는 단계에서, 기판의 온도는 0℃보다 크고 600℃ 이하일 수 있다. 기판을 냉각하는 단계에서, 기판은 실리콘 및 석영으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 소재를 포함할 수 있다. 기판의 온도를 제어하는 단계에서, 기판 위에 산화막이 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 실리콘 나노 와이어의 제조 장치는 실리콘 소스 가스를 함유하도록 적용된 챔버, 챔버 내에 수납되고, 그 위에 온도 구배를 형성함으로써 실리콘 나노 와이어를 성장시키도록 적용된 기판, 및 챔버를 관통하여 기판 내에 삽입된 냉각관을 포함하고, 냉각관을 통하여 공기 또는 냉각수를 유입함으로써 기판을 냉각시킨다.
기판은 실리콘 및 석영으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 소재를 포함할 수 있다. 냉각관은 챔버를 관통하고 선형을 가진 한 쌍의 제1 냉각관부들, 및 한 쌍의 제1 냉각관부들과 각각 연결되어 기판 내에 삽입되는 원형의 제2 냉각관부를 포함할 수 있다. 원형의 제2 냉각관부의 중심과 기판의 중심이 일치할 수 있다. 챔버를 관통하고 제1 냉각관부들을 감싸며 형성되는 보호관을 더 포함할 수 있으며, 기판 위에 산화막이 형성될 수 있다.
기판의 판면에 대해 실질적으로 수직인 방향으로 성장한 실리콘 나노 와이어를 제조할 수 있다. 또한, 실리콘 기판 외에 석영 기판을 사용할 수 있으므로, 제조 공정을 단축하고 제조 단가를 낮출 수 있다.
어느 부분이 다른 부분의 "위에" 있다고 언급하는 경우, 이는 바로 다른 부분의 위에 있을 수 있거나 그 사이에 다른 부분이 수반될 수 있다. 대조적으로 어느 부분이 다른 부분의 "바로 위에" 있다고 언급하는 경우, 그 사이에 다른 부분이 개재되지 않는다.
제1, 제2 및 제3 등의 용어들은 다양한 부분, 성분, 영역, 층 및/또는 섹션들을 설명하기 위해 사용되나 이들에 한정되지 않는 것을 이해할 수 있다. 이들 용어들은 어느 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션을 다른 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션과 구별하기 위해서만 사용된다. 따라서, 이하에서 서술하는 제1 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션은 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 제2 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션으로 언급될 수 있다.
여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는" 의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
"아래" , "위" 등의 상대적인 공간을 나타내는 용어는 도면에서 도시된 한 부분의 다른 부분에 대한 관계를 좀더 쉽게 설명하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 용어들은 도면에서 의도한 의미와 함께 사용중인 장치의 다른 의미나 동작을 포함하도록 의도된다. 예를 들면, 도면중의 장치를 뒤집으면, 다른 부분들의 "아래" 에 있는 것으로 설명된 어느 부분들은 다른 부분들의 "위" 에 있는 것으로 설명된다. 따라서 "아래" 라는 예시적인 용어는 위와 아래 방향을 전부 포함한다. 장치는 90°회전 또는 다른 각도로 회전할 수 있고, 상대적인 공간을 나타내는 용어도 이에 따라서 해석된다.
다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.
사시도 및 단면도를 참조하여 설명된 본 발명의 실시예는 본 발명의 이상적인 실시예를 구체적으로 나타낸다. 그 결과, 도해의 다양한 변형, 예를 들면 제조 방법 및/또는 사양의 변형이 예상된다. 따라서 실시예는 도시한 영역의 특정 형태에 국한되지 않으며, 예를 들면 제조에 의한 형태의 변형도 포함한다. 예를 들면, 편평하다고 도시되거나 설명된 영역은 일반적으로 거칠거나/거칠고 비선형인 특성을 가질 수 있다. 또한, 날카로운 각도를 가지는 것으로 도시된 부분은 라운드질 수 있다. 따라서 도면에 도시된 영역은 원래 대략적인 것에 불과하며, 이들의 형태는 영역의 정확한 형태를 도시하도록 의도된 것이 아니고, 본 발명의 범위를 좁히려고 의도된 것이 아니다.
명세서에 기재된 "나노" 라는 용어는 나노스케일을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "나노 와이어" 라는 용어는 와이어 형태로 형성된 나노 구조체를 의미한다. 그리고 "나노 디바이스" 는 기판 및 나노 구조체를 포함하는 구조체를 의미한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 디바이스의 제조 장치(100)를 개략 적으로 나타낸다.
도 1에 도시한 바와 같이, 나노 디바이스의 제조 장치(100)로서 열화학 기상 증착 장치를 사용할 수 있다. 즉, 소스 가스의 열화학적 작용에 의해 나노 놔이어를 제조한다. 나노 디바이스의 제조 장치는 챔버(10), 챔버(10) 내에 위치하는 기판(20), 기판(20)의 온도를 제어하기 위한 냉각관(30), 및 챔버(10) 외부에 위치하는 저항 열선(40)을 포함한다.
챔버(10)는 석영관으로 이루어질 수 있으며, 챔버(10) 내부로 기판(20) 위에 실리콘 나노 와이어를 성장시키기 위한 실리콘 소스 가스가 제공된다. 실리콘 소스 가스는 헬륨(He)에 희석된 모노실란(SiH4) 가스 또는 다른 종류의 실리콘 소스 가스와 희석 가스를 포함할 수 있다.
기판(20)은 챔버(10) 내부에 위치하며, 기판(20) 위에 실리콘 나노 와이어가 성장된다. 기판(20)은 실리콘 및 석영으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 소재를 포함할 수 있다.
냉각관(30)은 기판(20)의 내측에 삽입되며 챔버(10)를 관통하여 챔버(10)의 외부까지 연장 형성된다. 냉각관(30)은 중공 형태를 가지므로, 그 내부에 공기 또는 냉각수를 유입시킬 수 있다. 이 경우, 공기 또는 냉각수의 유량, 즉 이들의 유입 압력을 조절함으로써 기판(20)의 온도를 제어할 수 있다. 공기 또는 냉각수의 유입 압력을 증가시킴에 따라 공기 또는 냉각수가 기판(20)의 열을 잘 빼앗으므로 기판(20)의 온도가 낮아진다. 기판(20)의 온도는 냉각관(30)에 의해 실리콘 소스 가스의 온도와는 별개로 제어된다. 따라서 실리콘 소스 가스의 온도와는 상관없이 기판(20)의 온도를 독립적으로 제어할 수 있다.
도 1에 도시한 바와 같이, 냉각관(30)은 제1 냉각관부(32), 제2 냉각관부(34)를 포함한다. 제1 냉각관부(32)는 챔버(10)의 내측 및 외측에 걸쳐 위치한다. 제2 냉각관부(34)는 챔버(10)의 내측에서 기판(20)에 삽입된다.
한 쌍의 제1 냉각관부들(32)은 선형으로 형성된다. 한 쌍의 제1 냉각관부(32) 중, 하나의 제1 냉각관부(32a)를 통해서는 공기 또는 냉각수가 유입되고, 다른 하나의 제1 냉각관부(32b)를 통해서는 공기 또는 냉각수가 유출된다. 보호관(36)이 제1 냉각관부들(32)을 감싸므로 제1 냉각관부들(32)은 챔버(10)의 고온 분위기에 노출되지 않는다. 보호관(36)이 단열재 역할을 하므로, 제1 냉각관부(32a)를 통해 유입되는 공기 또는 냉각수가 챔버(10) 내의 고온 분위기에 영향을 받지 않고 기판(20)에 도달한다. 보호관(36)은 열전달율이 낮은 공기로 채워지거나 단열재로 형성될 수 있다. 또한, 보호관(36)의 내부를 진공으로 유지할 수도 있다.
도 1에 점선으로 나타낸 제2 냉각관부(34)는 기판(20)의 판면(201)에 나란한 방향, 즉 xy평면 방향으로 형성된다. 제2 냉각관부(34)는 원형 형상을 가진다. 제2 냉각관부(34)의 양단들은 제1 냉각관부들(32)과 각각 연결된다. 이에 따라 제1 냉각관부(32a)를 통해 유입된 공기 또는 냉각수가 제2 냉각관부(34)를 순환한 후 다른 제1 냉각관부(32b)를 통해 배출된다.
저항열선(40)은 챔버(10)를 둘러싸면서 위치한다. 저항열선(40)은 챔버(10) 에 열을 공급하여 챔버(10) 내부로 주입되는 실리콘 소스 가스를 가열하여 열분해시킨다.
도 2는 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 도 1의 기판(20)을 자른 단면을 나타낸다.
도 2에 도시한 바와 같이, 제2 냉각관부(34)의 내부를 통하여 공기 또는 냉각수가 흐른다. 공기 또는 냉각수는 기판(20)과 직접 접촉하지 않고 제2 냉각관부(34)를 따라 흐르면서 기판(20)과 간접 접촉하여 기판(20)을 간접 냉각시킨다. 따라서 공기 또는 냉각수가 고온 가열된 기판(20)과 직접 접촉하면서 폭발하는 등의 문제점을 방지할 수 있다.
도 2에는 열의 이동 경로를 화살표로 나타낸다. 도 2에 도시한 바와 같이, 공기 또는 냉각수가 제2 냉각관부(34)를 따라 흐르면 기판(20)의 열은 화살표 방향을 따라 공기 또는 냉각수에 흡수된다. 공기 또는 냉각수는 열을 흡수하면서 계속 순환하여 외부로 배출되므로 기판(20)을 냉각시킨다.
도 3은 도 1의 나노 디바이스의 제조 장치를 z축 방향에서 본 상태를 나타낸다. 도 3에는 편의상 기판(20) 및 냉각관(30)만 도시한다.
도 3을 참고하면, 제2 냉각관부(34)의 중심(34c)이 기판(20)의 중심(20c)과 일치한다. 따라서 제2 냉각관부(34)는 기판(20)의 온도를 균일하게 냉각시킬 수 있으므로, 기판(20) 위에 실리콘 나노 와이어를 균일하게 성장시킬 수 있다.
도 4는 도 1의 나노 디바이스의 제조 장치(100)의 기판(20) 위에 실리콘 나노 와이어(50)가 성장하는 상태를 개략적으로 나타낸다.
도 4에 도시한 바와 같이, 챔버(10) 내부는 고온 분위기인데 비해 기판(20) 의 온도는 상대적으로 낮으므로 기판으로부터 z축 방향으로 온도 구배가 발생한다. 온도 구배는 기판(20)의 판면(201)에 대해 실질적으로 수직으로 형성되므로, 실리콘 나노 와이어(50)는 기판(20)의 판면(201)에 대해 실질적으로 수직인 방향을 따라 성장한다. 즉, 기판(20)의 판면(201)과 실리콘 나노 와이어(50)의 성장 방향이 이루는 각도(θ)는 실질적으로 직각이 된다.
기판(20) 위에 수직 방향으로 실리콘 나노 와이어(50)가 형성되므로, 실리콘 나노 와이어들(50)의 집적 밀도를 최대화할 수 있다. 따라서 나노 디바이스의 표면적을 최대화하여 센서 또는 발광 다이오드를 이용할 수 있다. 또한, 실리콘 나노 와이어(50)가 수직으로 형성되므로, 전자 이동거리가 짧아져 작은 전력으로도 높은 효율을 내는 전자 소자를 제조할 수 있다. 도 4를 참고하여 실리콘 나노 와이어(50)의 제조 방법을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 기판(20)이 수납된 챔버(10) 외부의 저항 열선(40)(도 1에 도시)을 통해 챔버(10) 내부를 가열하면서 챔버(10) 내에 실리콘 소스 가스를 공급한다. 이 경우, 냉각관(30)을 통하여 공기 또는 냉각수를 유입시켜 기판(20)의 온도를 챔버(10) 내부의 가스 온도보다 낮게 유지한다. 기판(20)의 온도를 제어하여 기판(20)의 판면(201)에 수직한 방향을 따라 온도 구배를 발생시킨다. 실리콘 소스 가스는 열분해되어 기판(20) 위에 실리콘 나노 와이어(50)가 성장한다. 온도 구배에 의해 실리콘 나노 와이어(50)는 기판(20)의 판면(201)에 실질적으로 수직인 방향, 즉 +z축 방향으로 성장한다.
기판(20) 상부 온도 구배는 냉각관(30)을 통해 유입되는 공기 또는 냉각수의 유입량 및 챔버(10) 내의 실리콘 소스 가스의 압력에 비례한다. 즉, 공기 또는 냉각수의 유입량을 증가시킬수록 기판(20)의 온도가 낮아지면서 기판(20)의 온도 구배가 점점 커진다. 또한, 챔버(10) 내의 실리콘 소스 가스의 압력을 증가시키면 가스 분자에 의한 열전달 효과가 증대되므로 기판(20)의 온도가 낮아지면서 기판(20)의 온도 구배가 더욱 커진다.
또한, 기판(20)의 온도와 실리콘 소스 가스 온도의 차이는 100℃ 내지 200℃로 유지한다. 온도 차이가 100℃ 미만인 경우, 기판(20) 위에 온도 구배가 형성되지 않아 실리콘 나노 와이어가 수직으로 성장할 수 없다. 그리고 온도 차이가 200℃를 넘는 경우, 챔버(10)가 과열될 수 있다. 그리고 기판(20)과 챔버(10) 내부의 온도차가 200℃를 초과하도록 기판(20)을 냉각하기 위해서는 냉각관(30)에 유입되는 공기 또는 냉각수의 유입 압력 및 챔버(10) 내의 압력을 상당히 높여야 하는데, 이 경우 안정성이 낮아질 수 있다. 기판의 온도와 실리콘 소스 가스의 온도를 실질적으로 130℃로 유지할 수 있다.
여기서, 기판(20)의 온도는 0℃보다 크고 600℃ 이하이다. 기판(20)의 온도가 0℃ 이하이면, 실리콘 나노 와이어가 성장하기 어렵다. 또한, 기판(20)의 온도가 600℃보다 크면 기판(20) 위에 온도 구배가 형성되기 어렵다. 또한, 기판(20)의 온도가 높아질수록 기판으로 적용 가능한 소재의 종류가 적어지므로, 기판(20)의 온도는 600℃ 이하로 유지하는 것이 바람직하다. 따라서 전술한 범위로 기판(20)의 온도를 유지한다.
이하에서는 실험예를 통하여 본 발명을 좀더 상세하게 설명한다. 이러한 실 험예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다.
실험예
챔버 내부의 압력을 50 Torr로 조절하고, 상온의 공기를 80psi의 압력으로 냉각관에 주입하였다. 냉각관이 기판에 삽입되어 있으므로 기판만 냉각시킬 수 있다. 모노실란 가스를 챔버에 넣고 챔버를 가열하여 고온으로 유지하였다.
실험예 1
석영으로 된 기판을 사용하여 그 위에 실리콘 나노 와이어를 성장시켰다. 나머지 실험 조건은 전술한 바와 동일하다.
실험예 2
300㎚ 두께의 산화막으로 덮인 실리콘 기판을 사용하여 그 위에 실리콘 나노 와이어를 성장시켰다. 나머지 실험 조건은 전술한 바와 동일하다.
도 5는 본 발명의 실험예 1에 따라 챔버 내의 가스 온도와 기판의 온도를 측정하여 나타낸 그래프이다.
도 5에서는 챔버 내부의 가스 온도의 상승에 따른 기판 온도의 변화를 나타낸다. 기판을 냉각시키는 공기의 양은 일정하므로, 챔버 내부의 가스 온도를 증가시킴에 따라 기판 온도는 점차 증가한다.
도 5에 도시한 바와 같이, 챔버 내의 가스 온도가 각각 460℃, 600℃, 650℃, 730℃인 경우, 기판의 온도는 각각 340℃, 460℃, 520℃, 600℃ 였다. 따라서 각 경우에 있어서 가스 온도 및 기판의 온도 차이는 120℃, 140℃, 130℃, 130℃ 였다. 전술한 온도 차이를 유지하면서 기판 위에 실리콘 나노 와이어를 성장시켰다. 기판의 온도는 챔버 내부의 가스 온도보다 평균적으로 약 130℃ 정도 높다.
도 6a 및 도6b는 각각 본 발명의 실험예 1에 따른 나노 디바이스의 주사전자현미경 사진을 나타낸다. 도 6b는 도 6a를 좀더 확대하여 나타낸다. 도 6a 및 도 6b에 도시한 바와 같이, 석영으로 된 기판을 이용하여 실리콘 나노 와이어를 수직으로 성장시킬 수 있었다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 실험예 2에 따른 나노 디바이스의 주사전자현미경 사진을 나타낸다. 도 7a 및 도 7b를 참고하면, 본 발명의 실험예 2에 따른 실리콘 나노 와이어는 열산화막이 형성된 실리콘 기판 위에서도 수직으로 성장하였다.
열산화막이 형성된 실리콘 기판 위에는 실리콘 나노 와이어가 잘 성장하지 않으므로, 산화막을 제거한 후 실리콘 나노 와이어를 성장시켜야 한다. 그러나 전술한 실험예 2와 같이, 기판 위에 온도 구배를 형성하면 산화막 위에서도 실리콘 나노 와이어를 수직으로 형성할 수 있다.
전술한 실험예에 기재한 바와 같이, 산화막이 기판 위에 존재해도 실리콘 나노 와이어를 수직으로 성장시킬 수 있다. 그리고 실리콘 또는 석영으로 된 기판을 사용할 수 있으므로 기판 소재에 제한이 없다. 더욱이, 석영으로 된 기판은 소재 비용이 저렴하다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 디바이스의 제조 장치의 개략적인 부분 분해 사시도이다.
도 2는 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 도 1의 기판을 절개하여 나타낸 개략적인 단면도이다.
도 3은 도 1의 기판을 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 4는 도 1의 기판 위에 실리콘 나노 와이어가 성장하는 상태를 나타낸 개략적인 도면이다.
도 5는 본 발명의 실험예에 따라 기판 온도와 가스 온도를 각각 측정하여 나타낸 그래프이다.
도 6a 및 도 6b는 각각 본 발명의 실험예 1에 따른 나노 디바이스의 주사전자현미경 사진이다.
도 7a 및 도 7b는 각각 본 발명의 실험예 2에 따른 나노 디바이스의 주사전자현미경 사진이다.

Claims (15)

  1. 챔버 내에 실리콘 소스 가스를 공급하는 단계,
    상기 챔버 내에 수납된 기판의 온도를 상기 실리콘 소스 가스의 온도와 별개로 제어하는 단계,
    상기 기판을 냉각하여 상기 기판 위에 상기 기판의 판면에 실질적으로 수직인 방향으로 온도 구배를 형성하는 단계, 및
    상기 온도 구배에 따라 상기 기판의 판면에 실질적으로 수직인 방향으로 뻗은 실리콘 나노 와이어를 형성하는 단계
    를 포함하는 실리콘 나노 와이어의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기판의 온도를 제어하는 단계에서,
    상기 기판에 공기 또는 냉각수를 제공하여 상기 기판을 냉각하는 실리콘 나노 와이어의 제조 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 공기 또는 상기 냉각수는 상기 기판과 간접 접촉하는 실리콘 나노 와이어의 제조 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 공기의 유입 압력 또는 상기 냉각수의 유입 압력은 상기 기판의 온도 구배에 비례하는 실리콘 나노 와이어의 제조 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 기판의 온도를 제어하는 단계에서, 상기 기판의 온도와 상기 실리콘 소스 가스와의 온도 차이는 100℃ 내지 200℃인 실리콘 나노 와이어의 제조 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 기판의 온도와 상기 실리콘 소스 가스와의 온도 차이는 실질적으로 130℃인 실리콘 나노 와이어의 제조 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 실리콘 나노 와이어를 형성하는 단계에서, 상기 기판의 온도는 0℃보다 크고 600℃ 이하인 실리콘 나노 와이어의 제조 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 기판의 온도를 제어하는 단계에서, 상기 기판은 실리콘 및 석영으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 소재를 포함하는 실리콘 나노 와이어의 제조 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 기판의 온도를 제어하는 단계에서, 상기 기판 위에 산화막이 형성된 실리콘 나노 와이어의 제조 방법.
  10. 실리콘 소스 가스를 함유하도록 적용된 챔버,
    챔버 내에 수납되고, 그 위에 온도 구배를 형성함으로써 실리콘 나노 와이어를 성장시키도록 적용된 기판, 및
    상기 챔버를 관통하여 상기 기판 내에 삽입된 냉각관
    을 포함하고,
    상기 냉각관을 통하여 공기 또는 냉각수를 유입함으로써 상기 기판을 냉각시키고,
    상기 온도 구배를 상기 기판의 판면에 실질적으로 수직인 방향으로 형성함으로써 상기 실리콘 나노 와이어는 상기 판면에 실질적으로 수직인 방향으로 성장하는 실리콘 나노 와이어의 제조 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 기판은 실리콘 및 석영으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 소재를 포함하는 실리콘 나노 와이어의 제조 장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 냉각관은,
    상기 챔버를 관통하고 선형을 가진 한 쌍의 제1 냉각관부들, 및
    상기 한 쌍의 제1 냉각관부들과 각각 연결되어 상기 기판 내에 삽입 되는 원형의 제2 냉각관부
    를 포함하는 실리콘 나노 와이어의 제조 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 원형의 제2 냉각관부의 중심과 상기 기판의 중심이 일치하는 실리콘 나노 와이어의 제조 장치.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 챔버를 관통하고 상기 제1 냉각관부들을 감싸며 형성되는 보호관을 더 포함하는 실리콘 나노 와이어의 제조 장치.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 기판 위에 산화막이 형성된 실리콘 나노 와이어의 제조 장치.
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