KR101264187B1 - 나노와이어 제조 방법 - Google Patents

나노와이어 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101264187B1
KR101264187B1 KR1020100086371A KR20100086371A KR101264187B1 KR 101264187 B1 KR101264187 B1 KR 101264187B1 KR 1020100086371 A KR1020100086371 A KR 1020100086371A KR 20100086371 A KR20100086371 A KR 20100086371A KR 101264187 B1 KR101264187 B1 KR 101264187B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
thin film
nanowires
heat treatment
substrate
grow
Prior art date
Application number
KR1020100086371A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20110129800A (ko
Inventor
이홍림
김병근
Original Assignee
연세대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 연세대학교 산학협력단 filed Critical 연세대학교 산학협력단
Publication of KR20110129800A publication Critical patent/KR20110129800A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101264187B1 publication Critical patent/KR101264187B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02518—Deposited layers
    • H01L21/02587—Structure
    • H01L21/0259—Microstructure
    • H01L21/02603—Nanowires
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/06—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions
    • H01L29/0657—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions characterised by the shape of the body
    • H01L29/0665—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions characterised by the shape of the body the shape of the body defining a nanostructure
    • H01L29/0669—Nanowires or nanotubes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2221/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof covered by H01L21/00
    • H01L2221/10—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device
    • H01L2221/1068—Formation and after-treatment of conductors
    • H01L2221/1094—Conducting structures comprising nanotubes or nanowires

Abstract

본 발명에 따라서, 나노와이어 제조 방법이 제공된다. 상기 방법은 (a) 기판을 제공하는 단계와, (b) 촉매 물질을 사용하지 않으면서, 상기 기판 상에 스퍼터링에 의해, Te을 함유하는 3원 조성물의 박막을 증착하는 단계와, (c) 상기 박막이 형성된 기판을 산화 분위기 하의 반응로 내부에서 어닐링 열처리하여, Te을 상분리시켜 와이어 형태로 상기 박막으로부터 성장시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 촉매를 사용하지 않고도 나노와이어를 성장시킬 수 있고, 또 반응로 내부의 분위기를 제어하여, 원하는 물질의 나노와이어를 선택적으로 성장시킬 수가 있다.

Description

나노와이어 제조 방법{METHOD OF MANUFACTURING NANOWIRES}
본 발명은 나노와이어 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 상분리 현상을 이용하여 다기능성 텔루륨 및 칼코게나이드 물질의 나노와이어를 제조하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 상변화 물질은 차세대 메모리 중의 하나인 상변화 메모리를 구현하기 위해 널리 연구되고 있다. 그러나, 고집적도의 한계와 고전압 특성의 단점을 갖고 있어, 이를 해결하고자 상변화 물질의 나노와이어에 대한 연구가 수행되고 있다.
반도체 기술의 성장에 수반하여, 나노와이어의 형태로 반도체 재료를 이용하고자하는 노력이 많이 기울여지고 있다. 기존의 대표적인 나노와이어 제조 방법으로는 VLS, VS 등의 방법이 있으나, 이러한 제조 방법을 이용하여 나노와이어를 제조하기 위해서는 촉매, 높은 공정 온도 등을 필요로 한다. 특히, 촉매를 이용하기 때문에, 성장시킨 나노와이어, 특히 나노와이어의 끝단 부분에 촉매가 잔존하게 된다. 반도체 분야에서 이러한 촉매는 불순물로 작용하고, 따라서 이를 제거해야 하는 공정이 추가로 수행되어야 하는 문제점이 있다. 촉매가 잔존하지 않는다 하더라도, 일단 촉매를 사용하였기 때문에, 촉매의 잔존 여부를 검사해야 하기 때문에, 추가적인 공정 및 비용이 발생하는 것은 필연적이다.
한편, 텔루륨(tellurium)은 광전도성, 열전효과, 압전 효과 등이 우수한 반도체 물질로 알려져 있다. 텔루륨은 가스 센서 등에도 응용이 가능하지만, 텔루륨을 마이크로 혹은 나노크기의 와이어 형태로 제조하는 방법에 대한 연구는 미비한 실정이다.
또한, 상변화 물질 중 대표적인 Ge-Sb-Te 상변화 물질은 박막의 형태로 있을 때보다 나노 구조로 있을 때가 상변화 메모리(PRAM)의 RESET 과정(결정질에서 비결정질로의 상변화)에 필요한 전류가 더 적게 소요되는 것으로 보인다. 이는 물질의 녹는점과 관련이 있는데, 녹는점이 더 낮아지므로 그것을 빠르게 급냉(quenching)하는데 필요한 에너지가 줄어들게 되는 것이며, 따라서 PRAM에서 저전압 구동이 가능한 것으로 판단된다. 그러나, 종래 기술에 따르면 대표적인 상변화 물질인 Ge-Sb-Te를 단순히 박막 형태로만 PRAM과 같은 전자 소자에 적용하고 있는 바, 이에 대한 개선이 요구된다. 특히 텔루륨에 비해 우수한 특성으로 인해 칼코게나이드(Sb-Te) 물질의 경우, 상변화 메모리뿐만 아니라, DVD 등과 같은 광학 정보저장 장치, 친환경 녹색기술인 열전 소자 등의 다양한 분야에 널리 사용될 수 있는 재료인데, 이 역시 박막으로만 활용되고 있어, 이를 나노와이어 형태로 제조하는 방법에 대한 요구가 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술에서 나타나는 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 그 한 가지 목적은 기존의 상변화 물질로부터, 원하는 특정 상변화 물질로 이루어진 나노와이어를 기판 상에서 성장시키는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 종래의 나노와이어 제조 방법과는 달리 촉매를 이용하지 않으면서도, 종래의 것과 비교하여 공정 온도와 공정 시간을 현저히 단축시킬 수 있는 나노와이어를 기판 상에서 성장시키는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 텔루륨을 마이크로/나노와이어 형태로 기판 상에서 성장시킬 수 있는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 공정 조건을 제어하여, 단결정 혹은 다결정의 형태의 텔루륨 및 칼코게나이드 물질을 나노와이어 형태로 성장시키는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따라서, 나노와이어 제조 방법이 제공되는데, 상기 방법은 (a) 기판을 제공하는 단계와, (b) 촉매 물질을 사용하지 않으면서, 상기 기판 상에 스퍼터링에 의해, Te을 함유하는 3원 조성물의 박막을 증착하는 단계와, (c) 상기 박막이 형성된 기판을 산화 분위기 하의 반응로 내부에서 어닐링 열처리하여, Te을 상분리시켜 와이어 형태로 상기 박막으로부터 성장시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
한 가지 실시예에 있어서, 상기 (c) 단계에 있어서, 상기 산화 분위기 하의 반응로 내부에서 어닐링 열처리하여, 상기 3원 조성물의 박막 중 Te을 제외한 두 원소를 산화시키고, 산화되지 않은 Te이 상분리되어 상기 박막으로부터 성장하도록 할 수 있다.
한 가지 실시예에 있어서, 상기 (c) 단계에 있어서, 상기 반응로 내부를 산소 분위기 하에서 그리고 상압 조건 하에서, 상기 열처리를 수행할 수 있다.
한 가지 실시예에 있어서, 상기 (b) 단계에 있어서, Al-Sb-Te으로 이루어지는 3원 조성물의 박막을 약 50 nm의 두께로 증착할 수 있다.
한 가지 실시예에 있어서, 상기 열처리를 약 30분간 수행하여, 다결정의 Te 나노와이어를 상기 박막으로부터 성장시킬 수 있다.
한 가지 실시예에 있어서, 상기 열처리를 약 4시간 수행하여, 단결정의 Te 나노와이어 또는 수지상 형태의 나노와이어를 상기 박막으로부터 성장시킬 수 있다.
한 가지 실시예에 있어서, 상기 열처리를 약 8시간 수행하여, 단결정의 Te 나노와이어 및 나노튜브를 상기 박막으로부터 성장시킬 수 있다.
한 가지 실시예에 있어서, 상기 (b) 단계에 있어서, Al-Sb-Te으로 이루어지는 3원 조성물의 박막을 약 400 nm의 두께로 증착할 수 있다.
한 가지 실시예에 있어서, 상기 열처리를 약 30분 동안 수행하여, 다결정의 Te 마이크로 와이어를 상기 박막으로부터 성장시킬 수 있다.
한 가지 실시예에 있어서, 상기 박막 중 Al은 약 28% 이상 함유될 수 있다.
본 발명의 다른 양태에 따라 제공되는 나노와이어 제조 방법은 (A) 기판을 제공하는 단계와; (B) 촉매 물질을 사용하지 않으면서, 상기 기판 상에 Al-Sb-Te 박막을 증착하는 단계와; (C) 상기 박막이 형성된 기판을 진공 또는 불활성 가스 분위기 하의 반응로 내부에서 어닐링 열처리하여, Al을 상분리시킴과 아울러 Sb2Te3를 나노와이어 형태로 상기 박막으로부터 성장시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
한 가지 실시예에 있어서, 상기 (C) 단계에서 상기 반응로 내부는 질소 가스 분위기이다.
한 가지 실시예에 있어서, 상기 (C) 단계에서 상기 열처리는 약 250℃의 온도에서 약 30분간 수행할 수 있다.
한 가지 실시예에 있어서, 상기 박막 중 Al의 함량은 약 28~35%의 범위에 있다.
본 발명에 따르면, Te을 박막 형태가 아니라 와이어 형태로 성장시킬 수가 있다. 또한, 상압에서 그리고 비교적 저온(250℃)에서 짧은 열처리 시간(30분)을 통해 Te 와이어를 성장시킬 수 있으며, Te이 박막에서 직접 성장하기 때문에, 공정이 매우 간단하고 효율적이다. 또한, 기존의 VLS 등의 방법과는 달리 촉매를 사용하지 않기 때문에, 성장시킨 마이크로/나노 구조물에 촉매가 존재하는지 여부를 조사하는 과정, 촉매 제거 공정 등이 필요하지 않게 된다. 더욱이, 반응로 내의 분위기를 진공 혹은 질소와 같은 불활성 가스 분위기로 만든 후, 상기 열처리를 수행하면, 칼코게나이드 물질의 나노와이어를 성장시킬 수 있다. 즉 반응로 내의 분위기를 제어하여, 원하는 물질을 선택적으로 나노와이어 형태로 성장시킬 수가 있다.
도 1은 본 발명의 한 가지 실시예에 따라 Te 와이어를 성장시키는 방법을 모식적으로 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따라 Al-Sb-Te 박막을 여러 조건에서 열처리하여 Te 구조에 미치는 영향을 요약하여 보여주는 도면이다.
도 3은 50 nm 두께의 Al-Sb-Te 박막을 산소 분위기에서 250℃에서 30분간 열처리한 경우 성장시킨 Te 나노와이어의 현미경 사진이다.
도 4는 50 nm 두께의 Al-Sb-Te 박막을 산소 분위기에서 250℃에서 4시간 열처리한 경우 성장시킨 Te 나노와이어의 현미경 사진이다.
도 5는 50 nm 두께의 Al-Sb-Te 박막을 산소 분위기에서 250℃에서 8시간 열처리한 경우 성장시킨 Te 나노와이어의 현미경 사진이다.
도 6은 400 nm 두께의 Al-Sb-Te 박막을 산소 분위기에서 250℃에서 30분간 열처리한 경우 성장시킨 Te 나노와이어의 현미경 사진이다.
도 7은 Al-Sb-Te 박막으로부터 Te 와이어 구조를 성장시킬 때, Al 함량이 미치는 영향을 보여주는 현미경 사진이다.
도 8은 Al-Sb-Te 박막으로부터 Sb2Te3 와이어 구조를 성장시킬 때, Al 함량이 미치는 영향을 보여주는 현미경 사진이다.
도 9는 Al-Sb-Te 박막에서 공정 조건을 달리한 경우 Sb2Te3 나노와이어가 성장한 것을 보여주는 현미경 사진이다.
이하에서는 첨부 도면을 참조하여, 본 발명에 대해 보다 구체적으로 설명한다. 이하의 설명에 있어서, 반도체 물질 와이어의 성장/제조와 관련하여 당업계에 이미 널리 알려진 기술/구성에 대하여는 그 상세한 설명을 생략한다.
1. Te 나노와이어의 제조
도 1은 본 발명의 한 가지 실시예에 따른 제조 방법을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도시한 바와 같이, 본 발명의 방법에 따르면, 타겟 물질, 예컨대 텔루륨의 마이크로/나노 구조를 박막으로부터 상분리 현상을 이용하여 성장시키기 위하여, 먼저 상온에서 Al-Sb-Te 박막(20)을 스퍼터링에 의해 기판(10) 상에 증착한다. 이때, 박막은 그 두께를 50 nm 및 400 nm로 하여, 두께에 따른 변화를 관찰하였다.
후속하여, 상기 박막이 증착된 기판(10)을 튜브 형태로 된 퍼니스(F)에 적재한 후, 상압에서 소정의 온도로 가열하여 어닐링 열처리를 수행한다. 본 발명자는 이때, 상기 퍼니스 내부의 분위기를 산소 분위기로 만든 후 상기 열처리를 수행하였다.
상기 열처리의 결과, 도 3 내지 도 6에 도시한 바와 같이 Al-Sb-Te 박막(20)의 표면에서 Te으로 이루어진 여러 가지 구조의 Te 구조(30)가 성장하였는데, 이를 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
(1) 박막 두께에 따른 변화
먼저, 50 nm 두께의 Al-Sb-Te 박막(Al28 .3Sb28 .9Te42 .8)을 산소(O2) 분위기에서 250℃에서 30분간 열처리를 하였더니, 상기 박막으로부터 다결정 텔루륨 나노와이어와 수지상 구조의 나노와이어(Dendrimeric nanowire)가 성장한 것을 확인하였는데, 이를 도 3에 나타내었다. 도 3에 도시한 바와 같이, 직경이 약 100 nm 정도의 Te 나노와이어가 상기 박막으로부터 성장하였다.
한편, 본 발명자는 동일한 조건에서 박막에 대해 열처리를 4시간 정도 수행하였는데, 이 경우 상기 Te 나노와이어가 도 4에 도시한 바와 같이, 다결정의 Te 나노와이어가 단결정의 Te 나노와이어 및 수지상 형태의 나노와이어로 변화되었다. 즉 추가의 열처리를 함에 따라, Te 나노와이어의 내부 구조가 다결정에서 단결정으로 변화됨과 아울러, 나노와이어가 직경 방향으로 성장한 것을 확인할 수 있었는데, 이는 Al-Sb-Te 박막으로부터 Te이 지속적으로 공급된 결과로 보인다.
아울러, 본 발명자는 상기와 동일한 조건에서 상기 박막에 대해 열처리를 8시간 정도 수행하였는데, 그 결과 생성된 나노와이어의 현미경 사진을 도 5에 나타내었다. 도 5에 도시한 바와 같이, 텔루륨이 나노와이어 및 나노튜브 형태로 성장하였다. 즉 도 5의 좌측에 나타낸 나노와이어는 철사와 같은 형태로 그 속이 꽉찬 형태이고, 도 5의 우측에 도시한 나노튜브는 파이프처럼 일정한 직경을 가졌지만, 안이 비어있어서 내경과 외경을 가지고 있는 구조물이다. 이 둘은 TEM 사진을 통해 구별할 수 있는데, 나노와이어는 안이 꽉 차여 있기 때문에 contrast가 검게 나오고, 나노튜브의 경우에는 안이 비어있기 때문에 외경과 내경 사이의 부분만 검게 나오고, 안의 부분은 밝게 이미지가 나온 것을 확인할 수 있다. 보통 같은 물질이라도 나노튜브, 나노와이어, 나노리본 등 어떠한 형태를 가지느냐에 따라 물성이 약간씩 변하는 것으로 알려져 있다. 도 5에 도시한 나노튜브 및 나노와이어는 모두 그 내부 구조가 단결정이었다.
한편, 본 발명자는 400 nm 두께의 Al-Sb-Te 박막(Al28 .3Sb28 .9Te42 .8)을 산소(O2) 분위기에서 250℃에서 30분간 열처리를 하였더니, 상기 박막으로부터 텔루륨 와이어가 성장한 것을 확인하였는데, 이를 도 6에 나타내었다. 도 6에 도시한 바와 같이, 직경이 약 1㎛ 정도의 Te 마이크로 와이어가 상기 박막으로부터 성장하였으며, 아울러 그 와이어가 다결정임을 알 수 있다. 도 3에 도시한 실시예와 비교하여, 도 6의 실시예는 단지 박막의 두께만이 다르다. 박막이 50 nm 정도로 얇은 경우에는 일차적으로 나노크기의 Te 나노와이어가 성장되었지만, 박막 두께가 400 nm 정도로 두꺼운 경우에는 마이크로 크기의 Te 와이어가 성장하였으며, 그 내부 구조는 모두 다결정이었다. 즉 Te이 포함된 박막 두께를 조절하면, 용례에 따라 마이크로크기 혹은 나노크기의 Te 와이어를 성장시킬 수 있다는 것을 확인할 수 있으며, 또한 도 3 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 열처리 시간을 조절하면 Te 나노와이어의 내부 구조를 다결정 혹은 단결정으로 바꿀 수 있고, 그 와이어의 직경도 조절할 수 있으며, 단순히 직선 형태의 나노와이어 뿐만 아니라, 수지상 형태의 나노와이어도 성장시킬 수 있다는 것을 확인할 수 있다. 또한, 도면에는 구체적으로 도시하지 않았지만, 성장시킨 Te 나노와이어의 끝단에는 촉매 같은 불순물이 존재하지 않았다.
한편, 본 발명자는 Al-Te-Sb 박막을 구성하는 Al의 함량을 변화시켜, 그 함량이 나노와이어 성장에 미치는 영향을 살펴 보았으며, 그 결과를 도 7에 나타내었다. 도 7에 도시한 바와 같이, Al이 대략 17%의 함량으로 포함된 경우에는, 400nm 두께의 상기 박막으로부터 와이어의 형태로 Te이 성장하지 않았으나, 약 28%의 함량으로 포함된 경우에는 Te이 와이어 형태로 성장하는 것을 관찰하였다. 이는 Al-Te-Sb 박막에서 Al 함량이 Te 와이어 성장에 영향을 미친다는 것을 의미한다.
(2) 메커니즘
상기한 바와 같이, 본 발명에 따르면 Te을 포함하는 박막으로부터 Te 와이어(마이크로 혹은 나노크기)를 성장시킬 수 있었다. 본 발명자는 Te 와이어가 박막으로부터 성장되는 메커니즘을 연구하였다. 초기 박막 상태의 Al-Sb-Te은 비정질 혹은 준결정질 상태인데, 산소와 같은 소정 가스의 분위기에서 열처리를 하게 되면, 박막과 기판의 서로 다른 열팽창 계수에 의해 박막에는 소정의 열응력이 인가되고 또 산소에 의한 산화가 발생하여, Al과 Sb가 산화물을 형성하고, 이에 따라 남은 Te이 상분리되어 박막으로부터 와이어 형태로 성장하는 것으로 보인다. 또한, 열처리 조건을 조절하면, Te을 박막으로부터 마이크로 혹은 나노크기로 성장시킬 수 있을뿐만 아니라, 그 내부 구조도 다결정 혹은 단결정 형태로 구현할 수 있고, 단순히 직선 형태의 와이어뿐만 아니라, 튜브 형태 혹은 수지상 형태로도 성장시킬 수가 있다.
2. 칼코게나이드 나노와이어의 제조
본 발명자는 상기와 같이, Al-Sb-Te 박막으로부터 산소 분위기하에서 Te 나노와이어를 성장시키는 것을 확인한 후, 분위기 조건을 달리하여 실험을 수행하였으며, 예기치 않은 결과를 얻었다.
즉 Sb-Te 혼합물에 알루미늄의 양을 조절하면서 Al-Sb-Te 박막을 증착하였다. 박막 조성은 도 8에 도시한 것과 같다. 각각의 박막을 250℃에서 어닐링 열처리하면서 30분간 유지하였으며, 이때 상기한 실시예와 달리 진공 또는 질소 분위기하에서 열처리를 수행하였다. 그 결과, 도 8에 도시한 것과 같이 박막의 형상 변화가 일어났으며, 알루미늄이 대략 28% 내지 35% 함유된 경우, 나노와이어가 성장한 것을 확인할 수 있다. 이러한 나노와이어의 조성을 TEM으로 분석하였으며, 그 결과를 도 9에 나타내었다.
도 9에 도시한 바와 같이, TEM 분석 결과, Sb:Te의 원자백분율비가 2:3인 Sb2Te3, 즉 칼코게나이드 나노와이어가 성장한 것을 확인하였다. 즉 산소 분위기 하에서 열처리를 수행한 상기한 실시예와 달리, 질소와 같은 불활성 가스 분위기 또는 진공 하에서 열처리를 수행하면, Al이 상분리되고, 박막과 기판의 서로 다른 열팽창 계수에 의해 남은 Sb-Te가 나노와이어 형태로 성장한 것으로 보인다. 즉 열처리 분위기를 달리하면, 텔루륨 혹은 칼코게나이드 나오와이어를 성장시킬 수 있다는 것을 알 수 있다. 따라서, 본 발명에서 제시하는 방법을 이용하여, 소정의 박막으로부터 열처리 분위기를 제어함으로써, 원하는 특정 물질, 즉 텔루륨 혹은 칼코게나이드 나노와이어를 성장시킬 수 있다.
이상 본 발명을 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시예에 제한되지 않는다는 것을 이해하여야 한다. 즉 본 발명은 후술하는 특허청구범위 내에서 다양하게 변형 및 수정할 수 있으며, 이들은 모두 본 발명의 범위 내에 속하는 것이다. 따라서, 본 발명은 특허청구범위 및 그 균등물에 의해서만 제한된다.
10: 기판
20: Al-Sb-Te 박막
F: 퍼니스

Claims (14)

  1. (a) 기판을 제공하는 단계와,
    (b) 촉매 물질을 사용하지 않으면서, 상기 기판 상에 스퍼터링에 의해, Al-Sb-Te 3원 조성물의 박막을 증착하는 단계와,
    (c) 상기 박막이 형성된 기판을 산화 분위기 하의 반응로 내부에서 어닐링 열처리하여, Te을 상분리시켜 와이어 형태로 상기 박막으로부터 성장시키는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노와이어 제조 방법.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 (c) 단계에 있어서, 상기 산화 분위기 하의 반응로 내부에서 어닐링 열처리하여, 상기 3원 조성물의 박막 중 Te을 제외한 두 원소를 산화시키고, 산화되지 않은 Te이 상분리되어 상기 박막으로부터 성장하도록 하는 것을 특징으로 하는 나노와이어 제조 방법.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 (c) 단계에 있어서, 상기 반응로 내부를 산소 분위기 하에서 그리고 상압 조건 하에서, 상기 열처리를 수행하는 것을 특징으로 하는 나노와이어 제조 방법.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 (b) 단계에 있어서, 상기 3원 조성물의 박막을 50 nm의 두께로 증착하는 것을 특징으로 하는 나노와이어 제조 방법.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 열처리를 30분간 수행하여, 다결정의 Te 나노와이어를 상기 박막으로부터 성장시키는 것을 특징으로 하는 나노와이어 제조 방법.
  6. 청구항 4에 있어서, 상기 열처리를 4시간 수행하여, 단결정의 Te 나노와이어 또는 수지상 형태의 나노와이어를 상기 박막으로부터 성장시키는 것을 특징으로 하는 나노와이어 제조 방법.
  7. 청구항 4에 있어서, 상기 열처리를 8시간 수행하여, 단결정의 Te 나노와이어 및 나노튜브를 상기 박막으로부터 성장시키는 것을 특징으로 하는 나노와이어 제조 방법.
  8. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 (b) 단계에 있어서, 상기 3원 조성물의 박막을 400 nm의 두께로 증착하는 것을 특징으로 하는 나노와이어 제조 방법.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 열처리를 30분 동안 수행하여, 다결정의 Te 마이크로 와이어를 상기 박막으로부터 성장시키는 것을 특징으로 하는 나노와이어 제조 방법.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 박막 중 Al은 28% 이상 함유되는 것을 특징으로 하는 나노와이어 제조 방법.
  11. (A) 기판을 제공하는 단계와;
    (B) 촉매 물질을 사용하지 않으면서, 상기 기판 상에 Al-Sb-Te 박막을 증착하는 단계와;
    (C) 상기 박막이 형성된 기판을 진공 또는 불활성 가스 분위기 하의 반응로 내부에서 어닐링 열처리하여, Al을 상분리시킴과 아울러 Sb2Te3를 나노와이어 형태로 상기 박막으로부터 성장시키는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노와이어 제조 방법.
  12. 청구항 11에 있어서, 상기 (C) 단계에서 상기 반응로 내부는 질소 가스 분위기인 것을 특징으로 하는 나노와이어 제조 방법.
  13. 청구항 12에 있어서, 상기 (C) 단계에서 상기 열처리는 250℃의 온도에서 30분간 수행하는 것을 특징으로 하는 나노와이어 제조 방법.
  14. 청구항 11 내지 청구항 13 중 어느 한 항에 있어서, 상기 박막 중 Al의 함량은 28~35%의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 나노와이어 제조 방법.
KR1020100086371A 2010-05-26 2010-09-03 나노와이어 제조 방법 KR101264187B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20100048926 2010-05-26
KR1020100048926 2010-05-26

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110129800A KR20110129800A (ko) 2011-12-02
KR101264187B1 true KR101264187B1 (ko) 2013-05-14

Family

ID=45498866

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100086371A KR101264187B1 (ko) 2010-05-26 2010-09-03 나노와이어 제조 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101264187B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101738238B1 (ko) 2015-05-27 2017-05-22 성균관대학교산학협력단 적층형 전구체로 스피노달 상분리를 발생시켜 나노구조체를 합성하는 방법

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101523947B1 (ko) * 2013-12-30 2015-05-29 한국세라믹기술원 나노구조 제조 방법
KR102218984B1 (ko) 2019-07-16 2021-02-23 한국과학기술원 공중 부유형 나노와이어 및 이의 제조 방법

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100872332B1 (ko) 2007-05-28 2008-12-05 연세대학교 산학협력단 인장응력을 이용한 단결정 열전 나노선 제조 방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100872332B1 (ko) 2007-05-28 2008-12-05 연세대학교 산학협력단 인장응력을 이용한 단결정 열전 나노선 제조 방법

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
APPLIED PHYSICS LETTERS, 2008
J. AM. CHEM. SOC. 2007

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101738238B1 (ko) 2015-05-27 2017-05-22 성균관대학교산학협력단 적층형 전구체로 스피노달 상분리를 발생시켜 나노구조체를 합성하는 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20110129800A (ko) 2011-12-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Zhou et al. Epitaxial growth of main group monoelemental 2D materials
KR100996675B1 (ko) 열전 나노와이어 및 그의 제조방법
US8513641B2 (en) Core-shell nanowire comprising silicon rich oxide core and silica shell
KR101047610B1 (ko) 코어/쉘 구조를 갖는 열전 나노와이어의 제조방법
US7655497B1 (en) Growth method for chalcongenide phase-change nanostructures
CN108075039B (zh) 一种纳米复合ZnO-ZnSb相变存储薄膜材料及其制备方法
JP4784947B2 (ja) 圧縮応力を用いたナノワイヤ製造方法
CN112938909B (zh) 一种二碲化钨纳米带的制备方法
KR101264187B1 (ko) 나노와이어 제조 방법
KR100872332B1 (ko) 인장응력을 이용한 단결정 열전 나노선 제조 방법
Jung et al. Chalcogenide phase-change memory nanotubes for lower writing current operation
KR101151644B1 (ko) 이종구조를 갖는 열전 나노 와이어 제조방법 및 그 열전 나노와이어
JP4304272B2 (ja) 熱電変換材料薄膜とセンサ素子及びその製造方法
Thodeti et al. Synthesis and characterization of ZnO nanostructures by oxidation technique
Wu et al. Bismuth nanowire grown naturally using a sputtering system
Imanishi et al. Spontaneous room-temperature formation of broccoli-like Ag–GeTe nanostructures assisting filamentary resistive switching
JP6597333B2 (ja) 層状カルコゲナイド膜の成長方法
JP3994161B2 (ja) 単結晶酸化タングステンナノチューブとその製造方法
KR101155340B1 (ko) 상변화 물질의 나노와이어 제조 방법
KR101523947B1 (ko) 나노구조 제조 방법
KR101934162B1 (ko) 단결정 SiC 나노와이어 제조방법
KR102450023B1 (ko) 칼코지나이드 나노선 메모리 소자 및 그의 제조방법
TWI765829B (zh) 以碲化鉍為主的n型熱電複合材料及其製法
KR100946704B1 (ko) ＶＬＳ법을 이용한 ＧｅＴｅ 나노와이어의 제조 방법
KR101210958B1 (ko) 강자성체 단결정의 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160523

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170508

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190507

Year of fee payment: 7