KR101452976B1 - Formation of gallium oxide nanowire using atomic layer deposition - Google Patents

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Abstract

원자층증착법을 이용한 갈륨 산화물 나노와이어 형성 방법이 제공된다.A method of forming gallium oxide nanowires using atomic layer deposition is provided.

Description

원자층증착법을 이용한 갈륨 산화물 나노선을 형성하는 방법{Formation of gallium oxide nanowire using atomic layer deposition}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gallium oxide nanowire using atomic layer deposition,

본 발명의 실시 예는 원자층증착법을 이용한 갈륨 산화물 나노선을 형성하는 방법에 대한 것이다.An embodiment of the present invention is directed to a method for forming gallium oxide nanowires using atomic layer deposition.

갈륨 산화물은 금속 산화물 중에서 매우 큰 밴드갭 약 4.9eV를 나타내어, 청색광 발광, 가스 센서 등의 분야에서 널리 연구되고 있다. 갈륨 산화물 박막은 900℃ 이상의 온도에서 산소 가스 농도에 반응하여 높은 전도성을 나타내며, 낮은 온도에서는 일산화탄소, 메탄, 암모니아 등의 가스를 환원시킨다.Gallium oxide exhibits a very large bandgap of about 4.9 eV in the metal oxide and has been extensively studied in the field of blue light emission and gas sensor. The gallium oxide thin film exhibits high conductivity in response to the oxygen gas concentration at a temperature of 900 ° C or higher, and reduces gases such as carbon monoxide, methane and ammonia at low temperatures.

저-차원 갈륨 산화물 나노 구조 예를 들어 나노선, 나노시트, 나노리본 등은 종래에는 진공분위기에서 갈륨 전구체를 이용한 화학 기상 증착법(Chemical vapor deposition), 사파이어 기판 위에 갈륨 혼합물 박막을 증착한 뒤 고온의 열과 가스를 주입하여 얇은 나노선을 형성하는 다결정성 박막을 형성하는 법, 또는 아크방전을 이용하여 증착하는 방법에 의해서 형성되었다.Low-dimensional gallium oxide nanostructures For example, nanowires, nanosheets, and nanoribbons have conventionally been fabricated by chemical vapor deposition using a gallium precursor in a vacuum atmosphere, a gallium mixture thin film deposited on a sapphire substrate, A method of forming a polycrystalline thin film which forms thin nanowires by injecting heat and gas, or a method of depositing by using arc discharge.

하지만, 이와 같은 방법들은 대체로 높은 온도를 요구하거나 높은 전압-전류 등을 필요로 한다는 단점이 있다. However, these methods have a disadvantage in that they generally require a high temperature or require a high voltage-current.

본 발명의 일 실시 예는 원자층증착법을 이용한 갈륨산화물 나노선 형성 방법을 제공한다.One embodiment of the present invention provides a method of forming gallium oxide nanowires using atomic layer deposition.

본 발명의 일 실시 예에 따른 갈륨산화물 나노선 원자층증착법은: A gallium oxide nanowire atomic layer deposition method according to an embodiment of the present invention includes:

갈륨 전구체를 기판에 적용하는 단계; 그리고, 상기 갈륨 전구체를 기판에 적용한 후, 산소 전구체를 상기 기판에 적용하는 단계를 포함한다.Applying a gallium precursor to the substrate; And applying the gallium precursor to a substrate, followed by applying an oxygen precursor to the substrate.

본 발명의 일 실시 예에 따른 원자층증착법을 이용한 갈륨산화물 나노선 형성 방법은: 기판을 챔버 안으로 도입하는 단계; 상기 기판을 도입한 후 갈륨 전구체를 상기 챔버 안으로 제공하는 단계; 상기 갈륨 전구체를 제공한 후 상기 챔버 안으로 정화 가스를 제공하는 단계; 상기 정화 가스를 제공한 후 상기 챔버 안으로 산소 전구체를 제공하는 단계; 그리고, 상기 산소 전구체를 제공한 후 상기 챔버 안으로 정화 가스를 제공하는 단계를 포함한다.A method of forming a gallium oxide nanowire using atomic layer deposition according to an embodiment of the present invention includes: introducing a substrate into a chamber; Providing a gallium precursor into the chamber after introducing the substrate; Providing a purge gas into the chamber after providing the gallium precursor; Providing an oxygen precursor into the chamber after providing the purge gas; And providing a purge gas into the chamber after providing the oxygen precursor.

본 발명의 실시 예에 따르면, 저온에서 갈륨산화물 나노선을 형성할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, gallium oxide nanowires can be formed at a low temperature.

본 발명의 실시 예에 따르면, 저온에서 갈륨산화물 나노선을 형성할 수 있어, 폴리머, 플라스틱 같은 유연성 기판에 적용이 가능하여 유연 소자를 제조할 수 있다.According to the embodiments of the present invention, gallium oxide nanowires can be formed at a low temperature, and the present invention can be applied to a flexible substrate such as a polymer or plastic, thereby making a flexible device.

도 1의 본 발명의 일 실시 예에 따른 원자층증착법을 이용한 갈륨산화물 나노선 형성 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 원자층증착 갈륨산화물 나노선 형성을 위한 원자층증착장비를 설명하기 위한 모식도이다.
도 3 내지 도 6은 다양한 증착온도에서 원자층증착방법을 이용한 갈륨산화물선에 대한 전자현미경 사진이다.FIG. 1 illustrates a method of forming gallium oxide nanowires using atomic layer deposition according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
2 is a schematic view illustrating an atomic layer deposition apparatus for forming an atomic layer deposition gallium oxide nanowire according to an embodiment of the present invention.
3-6 are electron micrographs of gallium oxide lines using atomic layer deposition at various deposition temperatures.

본 발명의 다른 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술 되는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Other advantages and features of the present invention and methods of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the concept of the invention to those skilled in the art. Is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims.

만일 정의되지 않더라도, 여기서 사용되는 모든 용어 (기술 혹은 과학 용어들을 포함)는 이 발명이 속한 종래 기술에서 보편적 기술에 의해 일반적으로 수용되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적인 사전들에 의해 정의된 용어들은 관련된 기술 그리고/혹은 본 출원의 본문에 의미하는 것과 동일한 의미를 갖는 것으로 해석될 수 있고, 그리고 여기서 명확하게 정의된 표현이 아니더라도 개념화되거나 혹은 과도하게 형식적으로 해석되지 않을 것이다.Although not defined, all terms (including technical or scientific terms) used herein have the same meaning as commonly accepted by the generic art in the prior art to which this invention belongs. Terms defined by generic dictionaries may be interpreted to have the same meaning as in the related art and / or in the text of this application, and may be conceptualized or overly formalized, even if not expressly defined herein I will not.

본 명세서에서, 층(막), 패턴 또는 구조물이 기판, 각 층(막) 또는 패턴들의 "위에", "상에", "위쪽에", "상부에" 형성되는, 위치하는 또는 배치되는 것으로 언급되는 경우에, 각 층(막), 패턴, 영역 또는 구조물이 기판, 층(막), 패턴, 영역 또는 구조물 위에 직접 형성되거나 위치하거나 배치되는 것을 의미하는 것뿐만 아니라, 제3의 다른 층(막), 패턴, 영역 또는 구조물을 매개로 하여 형성되거나 위치하거나 배치되는 것도 의미한다. 마찬가지로 "아래에", "하에", "아래쪽에", "하부에" 등에도 동일하게 적용된다.In this specification, a layer, a pattern, or a structure is referred to as being "positioned" or arranged such that it is "above", "above", "above" When referred to, means not only that each layer (film), pattern, region, or structure is directly formed, positioned, or disposed on a substrate, layer (film), pattern, Film, membrane, pattern, region or structure. Similarly, the same applies to "under", "under", "under", "under"

본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다' 및/또는 이 동사의 다양한 활용형 예를 들어, '포함', '포함하는', '포함하고', '포함하며' 등은 언급된 조성, 성분, 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 조성, 성분, 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terminology used herein is for the purpose of illustrating embodiments and is not intended to be limiting of the present invention. In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification. As used herein, the terms' comprise ',' include ', and / or various uses of the verb include, for example,' including, '' including, '' including, , Operations, and / or elements do not preclude the presence or addition of one or more other compositions, components, components, steps, operations, and / or elements.

본 명세서에서 '및/또는' 이라는 용어는 나열된 구성들 각각 또는 이들의 다양한 조합을 가리키며 나열된 구성들에 한정되는 것은 아니다.The term " and / or " in this specification refers to each of the listed configurations or various combinations thereof and is not limited to the configurations listed.

또한, "제1", "제2" 와 같이 어떤 구성, 요소 앞에 붙인 서수사는 설명의 편의 및 이해 목적을 위한 것일 뿐, 구성, 요소 등의 형성 순서, 적층 순서 또는 연결 순서, 동작 순서 등을 한정하려는 것은 아니다.It is to be noted that the ordinal numbers appended to any elements and elements such as "first" and "second" are for convenience of explanation and understanding purposes only, and the order of formation of constituent elements, stacking order or connection order, It is not intended to be limiting.

또한, 본 명세서에서 "기판"은 반도체 소자, 장치 및/또는 그 구성이 형성되는 기재를 가리키는 것으로서, 각종 반도체 기판, 유리 기판, 플라스틱 기판, 폴리머 기판, 세라믹 기판, 금속 기판의 표면에 절연막을 형성한 기판 등을 포함할 수 있다. 또, 기판은 그 위에 반도체 장치의 일부 구성이 형성되어 있는 상태의 기판을 가리킬 수 있다.In the present specification, the term "substrate" refers to a substrate on which semiconductor elements, devices, and / or components thereof are formed, and forms an insulating film on various semiconductor substrates, glass substrates, plastic substrates, polymer substrates, ceramic substrates, A substrate, and the like. In addition, the substrate may indicate a substrate on which a part of the semiconductor device is formed.

또한 본 명세서에서 "연결된다", "결합된다" 또는 그 문법적 변형 등의 용어는 구성들이 광학적으로, 전자기적으로, 자기적으로, 전기적으로 및/또는 무선 방식으로, 직접적으로 또는 간접적으로 연결되는 또는 결합되는 것을 의미한다.
It is also to be understood that the terms "connected,""coupled," or grammatical variations thereof, as used herein, are used herein to mean that the components are connected optically, electromagnetically, magnetically, electrically and / or wirelessly, Or combined.

본 발명은 갈륨산화물 나노선 형성 방법 및 이를 이용한 각종 전자소자 제조 방법에 대한 것이다. 본 발명은 원자층증착법을 이용하여 저온에서 갈륨산화물 나노선를 형성하는 방법을 제공한다.
The present invention relates to a method for forming gallium oxide nanowires and a method for manufacturing various electronic devices using the same. The present invention provides a method for forming gallium oxide nanowires at low temperatures using atomic layer deposition.

도 1의 본 발명의 일 실시 예에 따른 원자층증착법을 이용한 갈륨산화물 나노선 형성 방법을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 1 illustrates a method of forming gallium oxide nanowires using atomic layer deposition according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 방법은 갈륨 전구체와 산소 전구체를 공급하는 단계를 포함하며, 전구체를 공급하는 단계 사이에 반응에 참여하지 않은 가스를 제거하기 위한 정화 단계가 제공된다. 이 같은 갈륨 전구체 공급 단계->정화단계->산소 전구체 공급->정화단계가 한 사이클을 이루며, 원하는 두께가 형성될 때까지 사이클이 반복된다.Referring to FIG. 1, a method according to an embodiment of the present invention includes providing a gallium precursor and an oxygen precursor, wherein a purge step is provided to remove a gas not participating in the reaction between supplying the precursor do. This cycle of the gallium precursor supply step -> purge step -> oxygen precursor supply -> purge step is repeated until the desired thickness is formed.

본 발명의 일 실시 예에 따른 갈륨산화물 나노선의 원자층증착방법의 조건은 다음과 같다.The conditions of the atomic layer deposition method of the gallium oxide nanowire according to an embodiment of the present invention are as follows.

갈륨 전구체로서 트리메틸갈륨(TMGa), 트리에틸갈륨(TEGa) 등이 사용될 수 있고, 산소 전구체로서 물(H2O), 오존, 산소, 산소플라즈마 등이 사용될 수 있다.As the gallium precursor, trimethyl gallium (TMGa), triethyl gallium (TEGa) and the like can be used. As the oxygen precursor, water (H 2 O), ozone, oxygen, oxygen plasma and the like can be used.

정화가스로서 예를 들어 아르곤가스, 질소가스 등이 사용될 수 있다.As the purifying gas, for example, argon gas, nitrogen gas and the like can be used.

증착온도는 약 180℃ 이상이며, 예를 들어 180℃ 이상 500℃ 이하의 범위에서 증착이 이루어질 수 있다. 또는 180℃ 이상 400℃ 이하의 범위에서, 또는 180℃ 이상 300℃ 이하의 범위에서, 또는 약 200℃에서 증착이 이루어질 수 있다.The deposition temperature is about 180 DEG C or higher, for example, the deposition can be performed in the range of 180 DEG C or higher and 500 DEG C or lower. Or 180 占 폚 or higher and 400 占 폚 or lower, or 180 占 폚 or higher and 300 占 폚 or lower, or at about 200 占 폚.

증착압력은 200mTorr 이상 500mTorr 이하의 범위로 설정될 수 있다.The deposition pressure may be set in the range of 200 mTorr to 500 mTorr.

한 사이클에서 갈륨 전구체와 산소 전구체는 각각 약 1초 동안 공급될 수 있고, 정화 가스는 약 5초 동안 공급될 수 있다.
In one cycle, the gallium precursor and the oxygen precursor can each be supplied for about one second, and the purge gas can be supplied for about five seconds.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 원자층증착 갈륨산화물 나노선 형성을 위한 원자층증착장비를 설명하기 위한 모식도이다.2 is a schematic view illustrating an atomic layer deposition apparatus for forming an atomic layer deposition gallium oxide nanowire according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 갈륨산화물 나노선가 성장은 챔버(110) 내에서 일어나며, 챔버(110) 내로 갈륨산화물 나노선가 형성될 기판이 제공되고 기판은 챔버(110) 내의 기판 홀더에 장착된다. 챔버(110) 내부로 전구체 물질 및 정화가스가 도입된다. 갈륨 전구체, 예를 들어 TMGa는 냉동기(chiller)(120)에 저장되어 예를 들어 약 0℃ 로 저장되어 챔버(110) 내부로 도입되고, 산소 전구체인 물은 물 탱크(130)에 저장되어 챔버(110) 내부로 도입되며, 정화 가스, 예를 들어 아르곤은 질량유량계(MFC)(140)를 통해 챔버(110) 내로 도입된다. 챔버(110) 내부의 압력은 진공 게이지(150) 및 진공 펌프(1600에 의해서 조절된다.
Referring to FIG. 2, gallium oxide nanowire growth occurs in a chamber 110, a substrate is provided in which a gallium oxide nanowire is to be formed, and a substrate is mounted on a substrate holder in the chamber 110. The precursor material and the purge gas are introduced into the chamber 110. A gallium precursor such as TMGa is stored in a chiller 120 and stored for example at about 0 DEG C and introduced into the chamber 110. Water as an oxygen precursor is stored in the water tank 130, (E.g., argon) is introduced into the chamber 110 through a mass flow meter (MFC) The pressure inside the chamber 110 is regulated by the vacuum gauge 150 and the vacuum pump 1600.

도 3 내지 도 6은 다양한 증착온도에서 원자층증착방법을 이용한 갈륨산화물선에 대한 전자현미경 사진이다.3-6 are electron micrographs of gallium oxide lines using atomic layer deposition at various deposition temperatures.

갈륨 전구체로서 TMGa를 사용하였고, 산소 전구체로서 물을 사용하였으며 정화 가스로 아르곤가스를 사용하였다. TMGa와 물은 각각 약 1초 동안 공급되었고 아르곤가스는 약 5초 동안 공급되었다. 챔버 배의 압력은 200mTorr 이상 500mTorr 이하로 유지되었다.TMGa was used as a gallium precursor, water was used as an oxygen precursor, and argon gas was used as a purifying gas. TMGa and water were supplied for about 1 second each and argon gas was supplied for about 5 seconds. The pressure of the chamber vessel was maintained from 200 mTorr to 500 mTorr.

증착온도는 160℃, 180℃, 200℃, 400℃로 다르게 하였으며, 증착 사이클을 200회로 하였으며, 갈륨산화물 나노선이 형성될 기판으로 실리콘 기판이 사용되었다.
The deposition temperature was changed to 160 ° C, 180 ° C, 200 ° C and 400 ° C, and the deposition cycle was 200 cycles. A silicon substrate was used as a substrate on which gallium oxide nanowires were to be formed.

도 3을 참조하면 증착온도를 160℃로 했을 경우, 나노선이 성장하기 위한 충분한 에너지가 공급되지 않아 나노선이 성장하지 않았다.Referring to FIG. 3, when the deposition temperature was set to 160 ° C., sufficient energy was not supplied to grow the nanowire, so that the nanowire did not grow.

도 4를 참조하면, 증착온도를 180℃로 했을 경우, 나노선이 성장하기 시작했으며 직경이 약 15~20nm이고 길이가 약 20~150nm인 나노선이 성장하였다.Referring to FIG. 4, when the deposition temperature was 180 ° C., nanowires began to grow, and nanowires having a diameter of about 15 to 20 nm and a length of about 20 to 150 nm were grown.

도 5를 참조하여, 증착온도를 200℃로 했을 경우, 증착온도 180℃에 비해서 직경 및 길이가 증가한 나노선이 형성되었다.Referring to FIG. 5, when the deposition temperature was set to 200 ° C, a nanowire with increased diameter and length was formed as compared with a deposition temperature of 180 ° C.

도 6을 참조하면, 증착온도를 400℃로 했을 경우, 증착온도 200℃ 에 비해서 길이 및 직경이 증가하고 보다 잘 정렬된 나노선이 형성되었다.
Referring to FIG. 6, when the deposition temperature was set to 400 ° C., the length and diameter were increased as compared with the deposition temperature of 200 ° C., and well-aligned nanowires were formed.

또 전구체 및 정화가스의 공급 시간을 달리하여 나노선을 성장시켜보았으나, 공급 시간에 따른 나노선 성장에 큰 변화가 관찰되지 않았다. 이로부터 갈륨산화물 나노선 자기제한적인 성장 특성을 나타내는 것으로 추측된다.In addition, the growth rate of the precursors and the purge gas was varied at different times, but no significant change was observed in the growth of the nanowires with the supply time. From this, it is presumed that gallium oxide nanowire shows self-limiting growth characteristics.

또한 챔버의 크기나 전구체를 담고 있는 통(TMGa 냉동기 및 물탱크)의 온도를 달리하여 공정을 진행해보았으나, 큰 변화는 없었다.
Also, the process was carried out by varying the size of the chamber or the temperature of the tank containing the precursor (TMGa refrigerator and water tank), but there was no significant change.

이상 본 발명의 일 실시 예에 따른 원자층증착법을 이용한 갈륨산화물 나노선 형성 방법에서, 증착 온도 및/또는 전구체 종류 및/또는 증착압력이 나노선 형성에 주요한 영향을 미치는 것으로 추측된다.
In the gallium oxide nanowire formation method using the atomic layer deposition method according to an embodiment of the present invention, it is presumed that the deposition temperature and / or the kind of the precursor and / or the deposition pressure have a major influence on the formation of the nanowire.

본 발명의 일 실시 예에 따르면 저온에서 예를 들어 약 200℃ 부근에서 갈륨산화물 나노선 형성이 가능함을 확인할 수 있다.
According to an embodiment of the present invention, gallium oxide nanowires can be formed at a low temperature, for example, at about 200 ° C.

본 발명의 일 실시 예에 따른 갈륨산화물 나노선은 각종 반도체 소자, 에너지 소자, 광센서, 바이오센서 등에 적용될 수 있으나 여기에 한정되는 것은 아니다.
The gallium oxide nanowire according to an embodiment of the present invention can be applied to various semiconductor devices, energy devices, optical sensors, biosensors, but is not limited thereto.

이상의 설명은 단지 본 발명의 구체적인 실시 예의 상세한 설명 및 도면에 지나지 않고, 본 발명의 특허청구의 범위를 국한하는 것이 아니다. 따라서, 여기에 기술된 실시 예에 대해서 적당히 변경이나 변형 등을 실시할 수 있으며, 그 같은 변경이나 변형 등은 본 발명의 청구 범위 내에 포함되어야 할 것은 말할 필요도 없는 것이다. The above description is only a detailed description and a drawing of specific embodiments of the present invention, and is not intended to limit the claims of the present invention. Therefore, it is needless to say that modifications and variations can be appropriately made to the embodiments described herein, and such changes and modifications are included in the claims of the present invention.

Claims (10)

TMGa 및 TEGa 중 적어도 하나를 포함하는 갈륨 전구체를 기판에 적용하는 단계; 그리고,
상기 갈륨 전구체를 기판에 적용한 후, 물을 포함하는 산소 전구체를 상기 기판에 적용하는 단계를 포함하고,
상기 갈륨 전구체를 기판에 적용하는 단계 및 상기 산소 전구체를 상기 기판에 적용하는 단계는 180℃ 내지 400℃의 온도범위에서 수행되고,
상기 갈륨 전구체를 상기 기판에 적용하는 단계 및 상기 산소 전구체를 상기 기판에 적용하는 단계에 의하여, 상기 기판상에 갈륨 산화물 나노선을 성장시키는 갈륨산화물 나노선 원자층증착 방법.Applying to the substrate a gallium precursor comprising at least one of TMGa and TEGa; And,
Applying the gallium precursor to a substrate, and then applying an oxygen precursor comprising water to the substrate,
Applying the gallium precursor to the substrate and applying the oxygen precursor to the substrate are performed at a temperature ranging from 180 DEG C to 400 DEG C,
Applying the gallium precursor to the substrate and applying the oxygen precursor to the substrate to grow gallium oxide nanowires on the substrate. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 갈륨전구체는 TMGa인 갈륨산화물 나노선 원자층증착 방법.The method according to claim 1,
Wherein the gallium precursor is TMGa. 제3항에 있어서,
상기 원자층증착 방법은 200mTorr 내지 500mTorr의 압력범위에서 수행되는 갈륨산화물 나노선 원자층증착 방법.The method of claim 3,
Wherein the atomic layer deposition method is performed in a pressure range of 200 mTorr to 500 mTorr. 제4항에 있어서,
상기 갈륨 전구체 및 상기 산소 전구체는 1초 동안 제공되는 갈륨산화물 나노선 원자층증착 방법.5. The method of claim 4,
Wherein the gallium precursor and the oxygen precursor are provided for one second. 기판을 챔버 안으로 도입하는 단계;
상기 기판을 도입한 후 갈륨 전구체를 상기 챔버 안으로 제공하는 단계;
상기 갈륨 전구체를 제공한 후 상기 챔버 안으로 정화 가스를 제공하는 단계;
상기 정화 가스를 제공한 후 상기 챔버 안으로 물을 포함하는 산소 전구체를 제공하는 단계; 그리고,
상기 산소 전구체를 제공한 후 상기 챔버 안으로 정화 가스를 제공하는 단계를 포함하고,
상기 갈륨 전구체는 TMGa 및 TEGa 중 적어도 어느 하나를 포함하며, 상기 챔버는 180℃ 내지 400℃의 온도범위로 유지되며,
상기 기판상에 갈륨산화물 나노선을 성장시키는 것을 특징으로 하는 원자층증착법을 이용한 갈륨산화물 나노선 형성 방법.Introducing the substrate into the chamber;
Providing a gallium precursor into the chamber after introducing the substrate;
Providing a purge gas into the chamber after providing the gallium precursor;
Providing an oxygen precursor comprising water into the chamber after providing the purge gas; And,
Providing a purge gas into the chamber after providing the oxygen precursor,
Wherein the gallium precursor comprises at least one of TMGa and TEGa and the chamber is maintained at a temperature ranging from 180 DEG C to 400 DEG C,
Wherein the gallium oxide nanowire is grown on the substrate. 제6항에 있어서,
상기 갈륨전구체는 TMGa인 원자층증착법을 이용한 갈륨산화물 나노선 형성 방법.The method according to claim 6,
Wherein the gallium precursor is a TMGa atomic layer deposition method. 삭제delete 제6항에 있어서,
상기 챔버는 200mTorr 내지 500mTorr로 유지되는 갈륨산화물 나노선 원자층증착 방법.The method according to claim 6,
Wherein the chamber is maintained at 200 mTorr to 500 mTorr. 제6항에 있어서,
상기 챔버는 200℃로 유지되는 갈륨산화물 나노선 원자층증착 방법.The method according to claim 6,
Wherein the chamber is maintained at < RTI ID = 0.0 > 200 C. < / RTI >
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Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070012647A (en) * 2004-03-10 2007-01-26 필킹톤 노쓰 아메리카, 인코포레이티드 Method for depositing gallium oxide coatings on flat glass
KR20110108064A (en) * 2010-03-26 2011-10-05 삼성전자주식회사 Oxide thin film and method of forming the oxide thin film and an electronic device including the oxide thin film

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