KR101050198B1 - Method of generating nanowire diode - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 나노선 다이오드 생성 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 집적회로를 구현할 수 있는 나노선 다이오드 생성 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a nanowire diode generation method, and more particularly to a nanowire diode generation method that can implement an integrated circuit.
나노선 빌딩블록 구조를 기반으로 하는 소자는 기존의 소자보다 우수한 전기적, 광학적 특성을 지닌다는 점에서 큰 주목을 받고 있다. 나노선 빌딩블록 구조를 기반으로 하는 소자는 나노선 빌딩블록 구조를 효과적으로 합성하고 조립해야 하는 점이 가장 중요한 요소이다. 따라서, 이를 위한 다양한 방안들이 전세계적으로 연구되고 있으며, 보다 규칙적이고 복잡한 형태의 나노 구조를 만들기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다.Devices based on the nanowire building block structure have attracted great attention because they have superior electrical and optical characteristics than conventional devices. For devices based on nanowire building block structures, the most important factor is to effectively synthesize and assemble nanowire building block structures. Therefore, various methods for this are being studied all over the world, and researches to make nano structures of more regular and complex forms are actively conducted.
기존의 실리콘 기반의 소자는 이미 물리적 크기나 성능 면에 있어서 어느 정도 한계에 다다랐기 때문에, 이 한계를 뛰어 넘는 신물질 및 새로운 구조의 차세대 소자들이 연구, 개발되고 있다. 이러한 차세대 소자로써 나노물질(nanomaterial)이 각광을 받고 있고, 특히 일차원 구조(1-Dimension)를 가진 나노선에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.Existing silicon-based devices have already reached some limits in terms of physical size and performance, and new materials and new structures of new structures that exceed these limits are being researched and developed. As such a next-generation device, nanomaterials are in the spotlight, and research on nanowires having a one-dimensional structure (1-Dimension) is being actively conducted.
나노선은 우수한 전기적, 광학적 성질을 가지며, 동시에 화학 물질과 에너지 구조(band structure)를 구별하는데 그 선택비(selectivity)가 매우 크고, 결정질(crystalline quality)과 전하 운반체(charge carrier)의 이동성(mobility)이 우수하기 때문에 센서, 트랜지스터 등 다양한 나노 소자에서 활용되고 있다.Nanowires have excellent electrical and optical properties, while at the same time distinguishing chemicals from energy structures, they have very high selectivity, crystalline quality and mobility of charge carriers. ), It is used in various nano devices such as sensors and transistors.
특히, 나노선을 이용한 센서 구현은 나노선을 성장시켜 수직으로 정렬된 빌딩 블록 구조를 만드는 자체로 나노 물질이 가진 우수한 전기적, 광학적 성능을 활용할 수 있기 때문에 산업적 이용 가치가 크다고 할 수 있다.In particular, the sensor implementation using nanowires is of great industrial value because it can utilize the excellent electrical and optical performance of nanomaterials by growing nanowires to create vertically aligned building block structures.
그러나, 현재 연구되고 있는 나노선 포토다이오드의 경우는 나노선을 성장시킨 뒤 도핑을 통한 PN 구조의 다이오드 소자를 제작하고 있으며, 이는 나노 구조 물질의 특성상 도핑 농도를 조절하기 까다롭다는 제한 때문에 고성능 다이오드의 특성을 보이기 어렵다는 단점을 지닌다.However, in the case of the nanowire photodiodes currently being researched, PN structure diode devices are fabricated through doping after growing the nanowires, which is difficult to control the doping concentration due to the nature of the nanostructured material. It has the disadvantage of being difficult to show the characteristics of.
또한, 나노선을 수직 성장 시키는 방법에 있어 기체-액체-고체(Vapor-Liquid-Solid, VLS)성장 방법을 적용하기 때문에, 나노선의 대면적 성장이 어렵고, 성장 시간이 오래 걸리며, 공정이 많아 비용이 많이 든다는 등의 문제점들이 있다.In addition, since the gas-liquid-solid (VLS) growth method is applied to the vertical growth of the nanowires, large-area growth of the nanowires is difficult, takes a long time to grow, and a large number of processes. There are problems such as this.
따라서, 고성능 집적회로 규모의 포토다이오드 집적 회로 구현을 위해서는이러한 문제점들을 해결하기 위한 연구가 필요한 실정이다.Therefore, in order to implement a photodiode integrated circuit having a high-performance integrated circuit, research to solve these problems is required.
본 발명의 목적은 집적회로를 구현할 수 있는 나노선 다이오드 생성 방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a method for producing a nanowire diode that can implement an integrated circuit.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 나노선 다이오드 생성 방법은 P형층 및 N형층으로 구성된 기판 상부에 홀 구조를 갖는 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계; 상기 홀 구조를 이용하여 상기 기판 상부에 금속이온을 증착하는 단계; 상기 금속이온이 증착된 영역 이외의 영역에 대하여 무전해 금속 식각(EMD: Electroless Metal Deposition)을 수행하여, 나노선을 형성하는 단계; 및 상기 형성된 나노선의 상부 및 상기 기판의 하부에 전극을 형성하는 단계;를 포함한다.Nanowire diode generation method for achieving the above object of the present invention comprises the steps of forming a photoresist pattern having a hole structure on the substrate consisting of a P-type layer and an N-type layer; Depositing metal ions on the substrate using the hole structure; Forming nanowires by performing electroless metal deposition (EMD) on regions other than the region where the metal ions are deposited; And forming an electrode on an upper portion of the formed nanowire and a lower portion of the substrate.
여기에서, 상기 기판 상부에 홀 구조를 갖는 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계는 리소그래피()를 이용하여 포토레지스트 패턴을 형성하는 것일 수 있다.Here, the step of forming a photoresist pattern having a hole structure on the substrate may be to form a photoresist pattern using lithography ().
여기에서, 상기 포토레지스트 물질은 SU-8일 수 있다.Here, the photoresist material may be SU-8.
여기에서, 상기 기판 상부에 홀 구조를 갖는 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계는 반응 이온 식각(RIE: Reactive Ion Etching)을 이용하여 포토레지스트 패턴을 형성하는 것일 수 있다.Here, the step of forming a photoresist pattern having a hole structure on the substrate may be to form a photoresist pattern using Reactive Ion Etching (RIE).
여기에서, 상기 포토레지스트 물질은 실리콘 화합물일 수 있다.Here, the photoresist material may be a silicon compound.
여기에서, 상기 금속이온이 증착된 영역 이외의 영역에 대하여 무전해 금속 식각(EMD: Electroless Metal Deposition)을 수행하여, 나노선을 형성하는 단계는 무전해 금속 식각의 반응시간을 이용하여 식각의 깊이를 제어하는 것일 수 있다.Here, electroless metal deposition (EMD) is performed on regions other than the region where the metal ions are deposited, and the forming of the nanowires is performed by using a reaction time of the electroless metal etching. It may be to control.
여기에서, 상기 무전해 금속 식각은 HF/AgNO3 용액을 이용하여 수행하는 것일 수 있다.Here, the electroless metal etching may be performed using HF / AgNO 3 solution.
여기에서, 상기 형성된 나노선의 상부 및 상기 기판의 하부에 전극을 형성하는 단계는 상기 형성된 나노선의 상부 및 상기 기판의 하부에 각각 다른 전극을 형성하는 것일 수 있다.Here, the forming of the electrode on the upper portion of the formed nanowire and the lower portion of the substrate may be to form different electrodes on the upper portion of the formed nanowire and the lower portion of the substrate.
여기에서, 상기 무전해 금속 식각을 이용하여 생성된 나노선은 상기 P형층 및 N형층 중 어느 하나로 형성되는 것일 수 있다.Here, the nanowires generated by using the electroless metal etching may be formed of any one of the P-type layer and the N-type layer.
여기에서, 상기 무전해 금속 식각을 이용하여 생성된 나노선은 상기 P형층 및 N형층으로 형성되는 것일 수 있다.Here, the nanowires generated by using the electroless metal etching may be formed of the P-type layer and the N-type layer.
상기와 같은 나노선 다이오드 생성 방법에 따르면, 선택적으로 수직 성장된 PN 나노선은 PN 동종접합의 나노선으로 성장시킬 수도 있고, P(또는 N)가 도핑 된 기판 위에 상대적으로 얇게 N(또는 P)이 도핑된 깊이만을 식각하여 표면적을 넓히고 난반사를 이용하여, 효율이 높은 다이오드를 만들 수 있다.According to the nanowire diode generation method as described above, the PN nanowires selectively grown vertically may be grown as nanowires of PN homojunction, and relatively thin N (or P) on the P (or N) doped substrate. Only the doped depth can be etched to increase the surface area and use diffuse reflection to produce highly efficient diodes.
또한, 포토 다이오드의 성능저하나 공정 추가에 따른 비용의 증가 없이, 고성능의 이미지 센서를 만들 수 있고, 식각 정도를 조절하여 표면적 증가 효과와 난반사율 증가를 통한 포토다이오드의 성능향상을 기대할 수 있다.In addition, a high performance image sensor can be made without degrading the performance of the photodiode or increasing the cost of adding a process, and can improve the photodiode performance by increasing the surface area and increasing the reflectance by adjusting the etching degree.
또한, 나노선 빌딩블록 구조를 이용한 소자 제작에 이용됨은 물론, 이를 통합하는 집적회로 구현에도 적용될 수 있으며, 이를 통해 나노선이 지닌 우수한 전기적, 광학적 특성을 집적회로 규모에서도 가능케 함으로써, 실제 산업에 이 기술을 적용시켰을 경우, 높은 이익이 기대된다.In addition, it can be used in the fabrication of devices using nanowire building block structures as well as integrated circuits incorporating them, thereby enabling the excellent electrical and optical properties of nanowires at the scale of integrated circuits. If the technology is applied, high profits are expected.
더욱이, 기존 소자의 한계를 극복할 수 있는 새로운 빌딩 블록 통합 구조의 역할을 새로운 공정의 추가 없이 적용될 수 있다는 점에 있어 실제 산업에서 높은 이익과 대량 생산을 이끌어 낼 수 있을 것이다.Moreover, the role of a new building block integrated structure that can overcome the limitations of existing devices can be applied without the addition of new processes, leading to high profits and mass production in the real industry.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 나노선 다이오드 생성 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 나노선 다이오드 생성 방법에서 P형층 및 N형층으로 구성된 기판 상부에 홀 구조를 갖는 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계를 설명하기 위한 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 나노선 다이오드 생성 방법에서 상기 홀 구조를 이용하여 상기 기판 상부에 금속이온을 증착하는 단계를 설명하기 위한 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 나노선 다이오드 생성 방법에서 상기 금속이온이 증착된 영역 이외의 영역에 대하여 무전해 금속 식각(EMD: Electroless Metal Deposition)을 수행하여, 나노선을 형성하는 단계를 설명하기 위한 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 나노선 다이오드 생성 방법에서 상기 형성된 나노선의 상부 및 상기 기판의 하부에 전극을 형성하는 단계를 설명하기 위한 예시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 나노선 다이오드 생성 방법에서 상기 나노선이 상기 P형층 및 N형층 중 어느 하나로 형성된 것을 설명하기 위한 예시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 나노선 다이오드 생성 방법에서 상기 나노선이 상기 P형층 및 N형층으로 형성된 것을 설명하기 위한 예시도이다.1 is a flowchart illustrating a method of generating a nanowire diode according to an embodiment of the present invention.
2 is an exemplary view for explaining a step of forming a photoresist pattern having a hole structure on the substrate consisting of a P-type layer and an N-type layer in the nanowire diode generation method according to an embodiment of the present invention.
3 is an exemplary view for explaining a step of depositing a metal ion on the substrate using the hole structure in the nanowire diode generation method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 illustrates a step of forming a nanowire by performing electroless metal etching (EMD) on a region other than the region where the metal ion is deposited in the nanowire diode generation method according to an embodiment of the present invention. It is an exemplary view for explaining.
FIG. 5 is an exemplary view for explaining an operation of forming an electrode on an upper portion of the formed nanowire and a lower portion of the substrate in the nanowire diode generation method according to an embodiment of the present invention.
6 is an exemplary view for explaining that the nanowires are formed of any one of the P-type layer and the N-type layer in the nanowire diode generation method according to an embodiment of the present invention.
7 is an exemplary view for explaining that the nanowires are formed of the P-type layer and the N-type layer in the nanowire diode generation method according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.As the present invention allows for various changes and numerous embodiments, particular embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the written description.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, it should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, it will be described in detail a preferred embodiment of the present invention. In describing the present invention, in order to facilitate the overall understanding, the same reference numerals are used for the same elements in the drawings, and redundant description of the same elements is omitted.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 나노선 다이오드 생성 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.1 is a flowchart illustrating a method of generating a nanowire diode according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 나노선 다이오드 생성 방법은 P형층 및 N형층으로 구성된 기판 상부에 홀 구조를 갖는 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계(단계 110); 상기 홀 구조를 이용하여 상기 기판 상부에 금속이온을 증착하는 단계(단계 120); 상기 금속이온이 증착된 영역 이외의 영역에 대하여 무전해 금속 식각(EMD: Electroless Metal Deposition)을 수행하여, 나노선을 형성하는 단계(단계 130); 및 상기 형성된 나노선의 상부 및 상기 기판의 하부에 전극을 형성하는 단계(단계 140);를 포함한다.
Referring to FIG. 1, the nanowire diode generation method according to an embodiment of the present invention includes forming a photoresist pattern having a hole structure on a substrate formed of a P-type layer and an N-type layer (step 110); Depositing metal ions on the substrate using the hole structure (step 120); Forming a nanowire by performing electroless metal deposition (EMD) on a region other than the region where the metal ion is deposited (step 130); And forming an electrode on an upper portion of the formed nanowire and a lower portion of the substrate (step 140).
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 나노선 다이오드 생성 방법에서 P형층 및 N형층으로 구성된 기판 상부에 홀 구조를 갖는 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계를 설명하기 위한 예시도이다.2 is an exemplary view for explaining a step of forming a photoresist pattern having a hole structure on the substrate consisting of a P-type layer and an N-type layer in the nanowire diode generation method according to an embodiment of the present invention.
상기 P형층 및 N형층으로 구성된 기판 상부에 홀 구조를 갖는 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계(단계 110)는 리소그래피()를 이용하여 포토레지스트 패턴을 형성하는 것일 수 있다. 상기와 같이 리소그래피()를 이용하여 포토레지스트 패턴을 형성하기 위해서 포토레지스트 물질은 SU-8을 이용할 수 있을 것이다.The step (step 110) of forming a photoresist pattern having a hole structure on the substrate including the P-type layer and the N-type layer may be to form a photoresist pattern using lithography (). As described above, the photoresist material may use SU-8 to form the photoresist pattern using lithography.
또한, 상기 P형층 및 N형층으로 구성된 기판 상부에 홀 구조를 갖는 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계(단계 110)는 반응 이온 식각(RIE: Reactive Ion Etching)을 이용하여 포토레지스트 패턴을 형성하는 것일 수 있다. 상기와 같이 반응 이온 식각(RIE: Reactive Ion Etching)을 이용하여 포토레지스트 패턴을 형성하기 위해서 포토레지스트 물질은 실리콘 화합물을 이용할 수 있을 것이다.
In addition, the step (step 110) of forming a photoresist pattern having a hole structure on the substrate consisting of the P-type layer and the N-type layer may be to form a photoresist pattern using Reactive Ion Etching (RIE). have. As described above, in order to form the photoresist pattern using Reactive Ion Etching (RIE), the photoresist material may use a silicon compound.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 나노선 다이오드 생성 방법에서 상기 홀 구조를 이용하여 상기 기판 상부에 금속이온을 증착하는 단계를 설명하기 위한 예시도이다.3 is an exemplary view for explaining a step of depositing a metal ion on the substrate using the hole structure in the nanowire diode generation method according to an embodiment of the present invention.
다음으로, 상기 홀 구조를 이용하여 상기 기판 상부에 금속이온을 증착하는 단계(단계 120)는 금속이온 증착을 위하여 상기 포토레지스트 패턴에 형성된 홀 구조를 이용하는 것일 수 있다. 즉, 홀 구조에 의하여 드러난 기판 상부에 금속이온을 증착하는 것일 수 있다.Next, depositing metal ions on the substrate using the hole structure (step 120) may use a hole structure formed in the photoresist pattern for metal ion deposition. That is, the metal ions may be deposited on the substrate exposed by the hole structure.
상기 금속이온 증착의 효과로 이후의 무전해 금속 식각 단계에서 상기 금속이온이 증착된 부분은 식각되지 아니할 것이며, 결과적으로 금속이온이 증착된 부분이 나노선으로 형성될 수 있을 것이다.In the subsequent electroless metal etching step, the metal ion deposited portion will not be etched by the effect of the metal ion deposition, and as a result, the metal ion deposited portion may be formed of nanowires.
결국, 상기 P형층 및 N형층으로 구성된 기판 상부에 홀 구조를 갖는 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계(단계 110)에서 형성된 기판 상부의 홀 구조에 따라 나노선의 형태 및 집적도 등이 결정될 수 있을 것이다.
As a result, the shape and the degree of integration of the nanowires may be determined according to the hole structure on the substrate formed in the step (110) of forming a photoresist pattern having a hole structure on the substrate consisting of the P-type layer and the N-type layer.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 나노선 다이오드 생성 방법에서 상기 금속이온이 증착된 영역 이외의 영역에 대하여 무전해 금속 식각(EMD: Electroless Metal Deposition)을 수행하여, 나노선을 형성하는 단계를 설명하기 위한 예시도이다.FIG. 4 illustrates a step of forming a nanowire by performing electroless metal etching (EMD) on a region other than the region where the metal ion is deposited in the nanowire diode generation method according to an embodiment of the present invention. It is an exemplary view for explaining.
상기 금속이온이 증착된 영역 이외의 영역에 대하여 무전해 금속 식각(EMD: Electroless Metal Deposition)을 수행하여, 나노선을 형성하는 단계(단계 130)는 무전해 금속 식각의 반응시간을 이용하여 식각의 깊이를 제어하는 것일 수 있다.Electroless Metal Deposition (EMD) is performed on the regions other than the regions where the metal ions are deposited, and the forming of the nanowires (Step 130) is performed by using the reaction time of the electroless metal etching. It may be to control the depth.
즉, 무전해 금속 식각의 반응시간을 제어함에 따라, 식각의 깊이를 제어할 수 있으며, 식각의 깊이를 제어하여 나노선이 P형층 및 N형층을 모두 포함하도록 제어하는 것이 가능할 것이다.That is, by controlling the reaction time of the electroless metal etching, it is possible to control the depth of the etching, it is possible to control the nanowire to include both the P-type layer and the N-type layer by controlling the depth of the etching.
또한, 상기 무전해 금속 식각은 HF/AgNO3 용액을 이용하여 수행하는 것일 수 있다.In addition, the electroless metal etching may be performed by using a HF / AgNO 3 solution.
여기에서, 무전해 금속 식각(EMD: Electroless Metal Deposition)은 금속이온이 증착된 부분에 대하여는 식각이 수행되지 아니하고, 금속이온이 증착되지 아니한 부분에 대해서만 식각이 이루어지는 것이므로, 금속이온이 증착된 부분만 식각의 영향을 받지 않고 남게 되며, 상기 식각의 영향을 받지 않고 남은 부분이 나노선으로 형성될 수 있는 것이다.
In this case, the electroless metal deposition (EMD) is not performed on the portion where the metal ions are deposited, and only the portions where the metal ions are deposited are etched. It remains without being affected by etching, and the remaining part without being affected by the etching may be formed as a nanowire.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 나노선 다이오드 생성 방법에서 상기 형성된 나노선의 상부 및 상기 기판의 하부에 전극을 형성하는 단계를 설명하기 위한 예시도이다.FIG. 5 is an exemplary view for explaining an operation of forming an electrode on an upper portion of the formed nanowire and a lower portion of the substrate in the nanowire diode generation method according to an embodiment of the present invention.
상기 형성된 나노선의 상부 및 상기 기판의 하부에 전극을 형성하는 단계(단계 140)는 상기 형성된 나노선의 상부 및 상기 기판의 하부에 각각 다른 전극을 형성하는 것일 수 있다.The step (step 140) of forming the electrode on the upper portion of the formed nanowire and the lower portion of the substrate may be to form different electrodes on the upper portion of the formed nanowire and the lower portion of the substrate.
즉, P형층에는 Au를 이용하여 전극을 형성하고, N형층에는 ITO를 이용하여 전극을 형성할 수 있을 것이다. 즉, 다이오드 구조를 형성하기 적합한 금속을 자유롭게 전극으로 형성시킬 수 있을 것이다.
That is, the electrode may be formed using Au in the P-type layer and the electrode may be formed in the N-type layer using ITO. In other words, a metal suitable for forming a diode structure may be freely formed as an electrode.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 나노선 다이오드 생성 방법에서 상기 나노선이 상기 P형층 및 N형층 중 어느 하나로 형성된 것을 설명하기 위한 예시도이다. 또한, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 나노선 다이오드 생성 방법에서 상기 나노선이 상기 P형층 및 N형층으로 형성된 것을 설명하기 위한 예시도이다.6 is an exemplary view for explaining that the nanowires are formed of any one of the P-type layer and the N-type layer in the nanowire diode generation method according to an embodiment of the present invention. 7 is an exemplary view for explaining that the nanowires are formed of the P-type layer and the N-type layer in the nanowire diode generation method according to an embodiment of the present invention.
도 6 및 도 7을 병행하여 참조하면, 상기 무전해 금속 식각을 이용하여 생성된 나노선은 상기 P형층 및 N형층을 모두 포함하여 형성되는 것일 수 있으며, 또한, 상기 무전해 금속 식각을 이용하여 생성된 나노선은 상기 P형층 및 N형층 중 어느 하나로 형성되는 것일 수도 있다.Referring to FIGS. 6 and 7 in parallel, the nanowires generated by using the electroless metal etching may be formed including both the P-type layer and the N-type layer, and also by using the electroless metal etching. The generated nanowires may be formed of any one of the P-type layer and the N-type layer.
즉, 상기 무전해 금속 식각의 반응시간 제어에 따라, N형층만으로 나노선을 형성할 수 있으며, P형층만으로도 나노선을 형성할 수 있다. 더불어, N형층 및 P형층을 모두 포함하는 나노선을 형성할 수도 있을 것이다. 결국, 목적에 적합한 형태의 나노선을 자유롭게 형성할 수 있게 될 것이다.
That is, according to the reaction time control of the electroless metal etching, nanowires may be formed only by the N-type layer, and nanowires may be formed only by the P-type layer. In addition, nanowires including both an N-type layer and a P-type layer may be formed. Eventually, it will be possible to freely form nanowires suitable for the purpose.
추가적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 나노선 다이오드 생성 방법을 이용하여 생성된 나노선 다이오드는 P형층 및 N형층으로 구성된 기판 상부에 홀 구조를 갖는 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계; 상기 홀 구조를 이용하여 상기 기판 상부에 금속이온을 증착하는 단계; 상기 금속이온이 증착된 영역 이외의 영역에 대하여 무전해 금속 식각(EMD: Electroless Metal Deposition)을 수행하여, 나노선을 형성하는 단계; 및 상기 형성된 나노선의 상부 및 상기 기판의 하부에 전극을 형성하는 단계;를 이용하여 생성될 수 있을 것이다.In addition, the nanowire diode generated by using the nanowire diode generation method according to an embodiment of the present invention comprises the steps of forming a photoresist pattern having a hole structure on the substrate consisting of a P-type layer and an N-type layer; Depositing metal ions on the substrate using the hole structure; Forming nanowires by performing electroless metal deposition (EMD) on regions other than the region where the metal ions are deposited; And forming an electrode on an upper portion of the formed nanowire and a lower portion of the substrate.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 나노선 다이오드 생성 방법을 이용하여 생성된 나노선 포토다이오드는 P형층 및 N형층으로 구성된 기판 상부에 홀 구조를 갖는 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계; 상기 홀 구조를 이용하여 상기 기판 상부에 금속이온을 증착하는 단계; 상기 금속이온이 증착된 영역 이외의 영역에 대하여 무전해 금속 식각(EMD: Electroless Metal Deposition)을 수행하여, 나노선을 형성하는 단계; 및 상기 형성된 나노선의 상부 및 상기 기판의 하부에 전극을 형성하는 단계;를 이용하여 생성될 수 있을 것이다.In addition, the nanowire photodiode produced using the nanowire diode generation method according to an embodiment of the present invention comprises the steps of forming a photoresist pattern having a hole structure on the substrate consisting of a P-type layer and an N-type layer; Depositing metal ions on the substrate using the hole structure; Forming nanowires by performing electroless metal deposition (EMD) on regions other than the region where the metal ions are deposited; And forming an electrode on an upper portion of the formed nanowire and a lower portion of the substrate.
더불어, 상기 다이오드 및 포토다이오드는 다양한 형태의 소자를 구성할 수 있으므로, 이미지 센서 등과 같은 다양한 전자/전기 디바이스에 이용될 수 있을 것이다.
In addition, since the diode and the photodiode may constitute various types of devices, the diode and the photodiode may be used in various electronic / electrical devices such as an image sensor.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although described with reference to the embodiments above, those skilled in the art will understand that the present invention can be variously modified and changed without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the claims below. Could be.
210: P형층(또는 N형층)
220: N형층(또는 P형층)
230: 포토레지스트 패턴층
240: 제1전극층
250: 제2전극층210: P type layer (or N type layer)
220: N type layer (or P type layer)
230: photoresist pattern layer
240: first electrode layer
250: second electrode layer
Claims (10)
상기 홀 구조를 이용하여 상기 기판 상부에 금속이온을 증착하는 단계;
상기 금속이온이 증착된 영역 이외의 영역에 대하여 무전해 금속 식각(EMD: Electroless Metal Deposition)을 수행하여, 나노선을 형성하는 단계; 및
상기 형성된 나노선의 상부 및 상기 기판의 하부에 전극을 형성하는 단계;를 포함하는 나노선 다이오드 생성 방법.Forming a photoresist pattern having a hole structure on the substrate composed of a P-type layer and an N-type layer;
Depositing metal ions on the substrate using the hole structure;
Forming nanowires by performing electroless metal deposition (EMD) on regions other than the region where the metal ions are deposited; And
And forming an electrode on an upper portion of the formed nanowire and a lower portion of the substrate.
상기 기판 상부에 홀 구조를 갖는 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계는 리소그래피()를 이용하여 포토레지스트 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 나노선 다이오드 생성 방법.The method of claim 1,
Forming a photoresist pattern having a hole structure on the substrate is characterized in that to form a photoresist pattern using lithography ().
상기 포토레지스트 물질은 SU-8인 것을 특징으로 하는 나노선 다이오드 생성 방법.The method of claim 2,
And the photoresist material is SU-8.
상기 기판 상부에 홀 구조를 갖는 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계는 반응 이온 식각(RIE: Reactive Ion Etching)을 이용하여 포토레지스트 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 나노선 다이오드 생성 방법.The method of claim 1,
The forming of the photoresist pattern having a hole structure on the substrate may include forming a photoresist pattern using Reactive Ion Etching (RIE).
상기 포토레지스트 물질은 실리콘 화합물인 것을 특징으로 하는 나노선 다이오드 생성 방법.The method of claim 4, wherein
And the photoresist material is a silicon compound.
상기 금속이온이 증착된 영역 이외의 영역에 대하여 무전해 금속 식각(EMD: Electroless Metal Deposition)을 수행하여, 나노선을 형성하는 단계는 무전해 금속 식각의 반응시간을 이용하여 식각의 깊이를 제어하는 것을 특징으로 하는 나노선 다이오드 생성 방법.The method of claim 1,
Electroless Metal Deposition (EMD) is performed on regions other than the region where the metal ions are deposited, and the forming of the nanowires is performed by controlling the depth of etching using the reaction time of the electroless metal etching. Nanowire diode generation method, characterized in that.
상기 무전해 금속 식각은 HF/AgNO3 용액을 이용하여 수행하는 것을 특징으로 하는 나노선 다이오드 생성 방법.The method of claim 1,
The electroless metal etching method of producing a nanowire diode, characterized in that performed using HF / AgNO 3 solution.
상기 형성된 나노선의 상부 및 상기 기판의 하부에 전극을 형성하는 단계는 상기 형성된 나노선의 상부 및 상기 기판의 하부에 각각 다른 전극을 형성하는 것을 특징으로 하는 나노선 다이오드 생성 방법.The method of claim 1,
Forming an electrode on the top of the formed nanowire and the bottom of the substrate is a nanowire diode generation method, characterized in that to form a different electrode on the top of the formed nanowire and the bottom of the substrate, respectively.
상기 무전해 금속 식각을 이용하여 생성된 나노선은 상기 P형층 및 N형층 중 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 하는 나노선 다이오드 생성 방법.The method of claim 1,
The nanowires produced by using the electroless metal etching are nanowire diode generation method, characterized in that formed in any one of the P-type layer and N-type layer.
상기 무전해 금속 식각을 이용하여 생성된 나노선은 상기 P형층 및 N형층으로 형성되는 것을 특징으로 하는 나노선 다이오드 생성 방법.The method of claim 1,
The nanowires produced by using the electroless metal etching are nanowire diode generation method, characterized in that formed by the P-type layer and the N-type layer.
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|---|---|---|---|---|
| KR20030087642A (en) * | 2001-03-14 | 2003-11-14 | 유니버시티 오브 매사츄세츠 | Nanofabrication |
| KR20070069956A (en) * | 2005-12-28 | 2007-07-03 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | Method for fabricating micro pattern |
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030087642A (en) * | 2001-03-14 | 2003-11-14 | 유니버시티 오브 매사츄세츠 | Nanofabrication |
| KR20070069956A (en) * | 2005-12-28 | 2007-07-03 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | Method for fabricating micro pattern |
| JP2009260238A (en) | 2008-03-18 | 2009-11-05 | Fujitsu Ltd | Sheet type structure and its manufacturing method as well as electronic instrument and its manufacturing method |
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