KR101458045B1 - 대면적 고품질의 그래핀 성장을 위한 cvd 보조 장치 - Google Patents
대면적 고품질의 그래핀 성장을 위한 cvd 보조 장치 Download PDFInfo
- Publication number
- KR101458045B1 KR101458045B1 KR1020130055108A KR20130055108A KR101458045B1 KR 101458045 B1 KR101458045 B1 KR 101458045B1 KR 1020130055108 A KR1020130055108 A KR 1020130055108A KR 20130055108 A KR20130055108 A KR 20130055108A KR 101458045 B1 KR101458045 B1 KR 101458045B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- cvd
- vapor deposition
- gas
- chemical vapor
- quartz tube
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
- C04B41/4505—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements characterised by the method of application
- C04B41/4529—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements characterised by the method of application applied from the gas phase
- C04B41/4531—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements characterised by the method of application applied from the gas phase by C.V.D.
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/4412—Details relating to the exhausts, e.g. pumps, filters, scrubbers, particle traps
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/52—Controlling or regulating the coating process
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Abstract
본 발명은 대면적 고품질의 그래핀 성장을 위한 CVD 보조 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 화학기상증착 장치의 석영 튜브 내에 구비되며, 두 개의 커버플레이트 사이가 실링부에 의해 밀폐되어 형성된 공간부 내부에 금속 박막이 증착된 기판이 구비되고, 실링부의 외주면 일정영역에 형성된 가스유입구 및 가스배출구를 통해 탄소 및 수소가스가 유동되도록 함으로써, 최소량의 가스를 정성적으로 제어할 수 있고, 고온에서 금속 박막의 증발이 방지되도록 하는 CVD 보조 장치에 관한 것이다.
Description
본 발명은 대면적 고품질의 그래핀 성장을 위한 CVD 보조 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 화학기상증착 장치의 석영 튜브 내에 구비되며, 두 개의 커버플레이트 사이가 실링부에 의해 밀폐되어 형성된 공간부 내부에 금속 박막이 증착된 기판이 구비되고, 실링부의 외주면 일정영역에 형성된 가스유입구 및 가스배출구를 통해 탄소 및 수소가스가 유동되도록 함으로써, 최소량의 가스를 정성적으로 제어할 수 있고, 고온에서 금속 박막의 증발이 방지되도록 하는 CVD 보조 장치에 관한 것이다.
그래핀(Graphene)이란 탄소 원자 한 층으로 이루어지며 sp2혼성 궤도로 인한 육각망면을 갖는 2차원 박막으로써, 그래핀 내부에서는 전자가 유효 질량이 없는 것처럼 이동하여 100,000cm2/Vㅇs를 넘는 매우 높은 전하(전자 또는 정공)이동도를 갖는다.
또한, 그래핀은 2차원적 형태를 갖기 때문에 둥근 기둥 형태의 탄소나노튜브와는 달리 현재 사용되는 실리콘 공정 기술(CMOS technology)을 활용하여 제조가 가능하다는 장점을 가지고 있어 현재 사용되고 있는 반도체 소자를 대체할 미래 반도체 소자로써 각광받고 있다.
상기와 같은 특성을 갖는 그래핀 층의 형성을 위해 종래에는 실리콘 카바이드(SiC) 기판을 고진공에서 고온으로 열처리하여 그래핀 층을 형성하거나, 용매 속에 분산된 산화 그래핀을 환원하여 그래핀 층을 형성하거나, 또는 금속 박막 위에 화학기상증착(CVD : Chemical Vapor Deposition)법을 이용하여 그래핀 층을 형성하는 방법 등이 활용되었으며, 최근에는 상기 방법들 중 대면적의 그래핀 층을 저비용으로 형성하는 것이 가능한 CVD 법이 많이 사용되고 있다.
여기에서, CVD 법이란 상압의 탄화수소 분위기에서 고온으로 금속 박막을 가열하여 탄화수소 가스를 열적 분해하며, 열적 분해된 탄소 원자를 금속 박막 속에 융해시킨 후 이어지는 냉각 과정에서 금속 박막 표면으로 과포화된 탄소 원자가 석출(Segregation) 또는 표면유도원자 배열되도록 하여 금속 박막 상에 그래핀 층을 형성하는 방법을 의미한다.
이러한 CVD 법의 경우 고가의 단결정 기판을 사용하지 않으므로 기판 제작에 드는 비용이 저렴하고 일반적인 반도체 제조에서 사용되는 CVD 공정과 그 방법이 유사하므로 기판의 크기에 제약이 적어 대면적의 그래핀 층을 형성시키는 것이 유리하다는 장점이 있다.
그러나 CVD 법의 경우 금속 박막을 가열하여 탄화수소 가스를 열적 분해하는 과정에서 금속 박막 내부에 융해되어 들어가는 탄소 원자의 개수를 균일하고 정확하게 제어하는 것이 용이하지 않은 문제점이 있다.
또한, 2009년 발표된 논문인 M. P. Levendorf, C.S. Ruiz-Vargas, S. Garg, and J. Park, "Transfer-free batch fabrication of single layer graphene transisters" Nano Letters., Vol. 9, pp.4479-4483 에서는 CVD 장비를 이용하여 구리 박막에 직접 그래핀을 증착하는 방법으로 약 1cmㅧ1cm 샘플에 그래핀을 생성하고, 여기에 전사 없이 직접 그래핀 FET를 제작한 바 있으나, 이 경우, 고온에서 구리의 증발로 인해 안정적인 그래핀 제조가 어렵다는 문제가 있었다.
따라서 CVD를 이용하여 고품질의 그래핀을 안정적으로 성장시키기 위한 기술의 개발이 필요한 실정이다.
M. P. Levendorf, C.S. Ruiz-Vargas, S. Garg, and J. Park, "Transfer-free batch fabrication of single layer graphene transisters" Nano Letters., Vol. 9, pp.4479-4483 (2009)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 화학기상증착 장치의 석영 튜브 내에 구비되며, 커버플레이트 사이가 실링부에 의해 밀폐되어 형성된 공간부 내부에 금속 박막이 증착된 기판이 구비되고, 실링부의 외주면 일정영역에 형성된 가스유입구 및 가스배출구를 통해 탄소 및 수소가스가 유동되도록 함으로써, 최소량의 가스를 정성적으로 제어할 수 있고, 고온에서 금속 박막의 증발이 방지되도록 하는 CVD 보조 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 필요에 따라 적층이 가능하도록 형성되어, 여러 장의 그래핀 웨이퍼를 동시에 성장시킬 수 있으며, 화학기상증착 장치의 석영 튜브 크기에 따라 커버플레이트 및 실링부의 크기를 조절함으로써, 다양한 크기의 고품질 그래핀을 생산할 수 있는 CVD 보조 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 CVD 보조 장치는 화학기상증착 장치의 석영 튜브(2) 내에 구비되어 그래핀을 형성하기 위한 CVD 보조 장치(1)에 있어서, 두께 방향으로 일정거리 이격이 조절되어 나란하게 구비되는 두 개의 커버플레이트(100); 상기 커버플레이트(100)의 사이공간에 구비되어 내부에 공간부를 형성하는 실링부(200); 상기 공간부 내부에 구비되며, 금속 박막이 증착된 기판(300); 상기 실링부(200)의 외주면 일정영역이 중공되어 가스가 유입되는 가스유입구(410); 및 상기 실링부(200)의 외주면 일정영역이 중공되어 가스가 배출되는 가스배출구(420); 를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 CVD 보조 장치(1)는 열 화학기상증착법에 적용되는 화학기상증착 장치의 석영 튜브(2) 내에 구비될 수 있다.
또한, 상기 커버플레이트(100)는 고온에서 견딜 수 있도록 석영 또는 촉매금속이 증착된 석영으로 제작될 수 있다.
또한, 상기 실링부(200)는 촉매금속 재질의 가스켓일 수 있다.
또한, 상기 가스유입구(410) 및 가스배출구(420)는 상기 석영 튜브(2)의 가스 유입 및 배출 방향과 대응되도록 형성되며, 적어도 하나 이상 형성될 수 있다.
또한, 상기 CVD 보조 장치(1)는 상기 커버플레이트(100)의 가장자리에 구비되어 위치를 고정하는 지지부(500)를 더 포함하여 형성될 수 있다.
또한, 상기 CVD 보조 장치(1)는 상기 석영 튜브(2) 내에서 복수개의 그래핀 시트가 성장되도록 두께 방향으로 복수개 적층될 수 있다.
본 발명의 CVD 보조 장치는 화학기상증착 장치의 석영 튜브 내에 구비되며, 실링부에 의해 밀폐된 공간부 내부에 금속 박막이 증착된 기판이 구비되고, 실링부의 외주면 일정영역에 형성된 가스유입구 및 가스배출구를 통해 탄소 및 수소가스가 유동되도록 함으로써, 최소량의 가스를 정성적으로 제어할 수 있고, 고온에서 금속 박막의 증발이 방지되도록 할 수 있다는 장점이 있다.
다시 말해, 본 발명의 CVD 보조 장치는 커버플레이트 및 실링부에 의해 형성된 공간부에 기판이 구비되어 고온에서 금속 박막의 증발이 방지됨에 따라, 증착된 금속 박막이 약 1000℃까지도 안정적으로 결정 박막 성장이 가능하며, 균일하게 넓은 면적으로 화학기상증착이 가능하여 고품질 대면적의 그래핀을 생산할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 CVD 보조 장치는 필요에 따라 적층이 가능하도록 형성되어, 여러 장의 그래핀 웨이퍼를 동시에 성장시킬 수 있으며, 화학기상증착 장치의 석영 튜브 크기에 따라 커버플레이트 및 실링부의 크기를 조절함으로써, 다양한 크기의 고품질 그래핀을 생산할 수 있다는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 CVD 보조 장치를 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 CVD 보조 장치를 나타낸 분해 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 CVD 보조 장치의 실링부를 나타낸 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 CVD 보조 장치가 복수개 적층된 상태를 나타낸 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 CVD 보조 장치를 이용하여 성장된 그래핀을 광학현미경으로 관찰한 사진.
도 2는 본 발명에 따른 CVD 보조 장치를 나타낸 분해 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 CVD 보조 장치의 실링부를 나타낸 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 CVD 보조 장치가 복수개 적층된 상태를 나타낸 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 CVD 보조 장치를 이용하여 성장된 그래핀을 광학현미경으로 관찰한 사진.
이하, 상술한 바와 같은 본 발명에 따른 CVD 보조 장치를 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 CVD 보조 장치(1)는 화학기상증착(CVD : Chemical Vapor Deposition) 장치의 반응로인 석영 튜브(2) 내에 구비되어 그래핀을 형성하기 위한 것으로, 크게, 두 개의 커버플레이트(100), 실링부(200), 기판(300), 가스유입구(410) 및 가스배출구(420)를 포함하여 형성된다.
본 발명에 따른 CVD 보조 장치(1)는 특히, 열 화학기상증착법에 적용되는 화학기상증착 장치의 석영 튜브(2) 내에 구비될 수 있으며, 이에 따라, 1000℃이상의 내열성을 갖는 재질로 제조되는 것이 바람직하다.
하지만, 본 발명에 따른 CVD 보조 장치(1)는 반드시 열 화학기상증착법에만 적용될 수 있는 것은 아니며, 이 외에도 플라즈마 화학기상증착, 저압화학기상증착, 대기압 화학기상증착용 장치 등에도 얼마든지 적용 가능하다.
화학기상증착법으로 그래핀을 형성하는 과정을 간략히 설명하면, 먼저, 기판(300) 위에 촉매금속을 증착하여 금속박막을 형성한 다음, 석영 튜브(2) 내에 투입하여, 탄소 및 수소 가스를 기상으로 공급하고, 900℃ ~ 1100℃의 온도로 열처리하면, 탄소 성분들이 결합하여 6각형의 판상 구조를 형성하면서 그래핀이 성장된다.
이 때, 탄소 가스는 일산화탄소, 이산화탄소, 메탄, 에탄, 에틸렌, 에탄올, 아세틸렌, 프로판, 부탄, 부타디엔, 펜탄, 펜텐, 사이클로펜타디엔, 헥산, 사이클로헥산, 벤젠 , 톨루엔 중 어느 하나 일 수 있다.
상기와 같은 그래핀 성장 과정에서는 고온으로 열처리하는 과정에서 상기 기판(300) 상 증착된 금속박막이 증발될 수 있으므로, 본 발명에서는 이를 최소화할 수 있도록 석영 튜브(2) 내에 기판(300)을 직접 넣지 않고, CVD 보조 장치(1) 내에 기판(300)을 넣는다.
다시 말해, 본 발명에 따른 CVD 보조 장치(1)는 석영 튜브(2) 내에 구비되며, 내부에 기판(300)이 수용되는 형태를 갖는다.
도 1 및 도 2를 참고로, 좀 더 상세히 각각의 구성을 설명하면, 상기 기판(300)은 금속 박막이 증착된 것으로, 다양한 크기의 웨이퍼(wafer)가 사용될 수 있다.
상기 커버플레이트(100)는 두께 방향으로 수~수백 마이크로미터 이격이 조절되어 나란하게 구비되며, 상기 석영 튜브(2)의 내주면에 대응되는 형태로 형성될 수도 있고, 사각형의 플레이트로 형성될 수도 있으며, 그 형태는 다양하게 변경실시 가능하다.
이 때, 상기 커버플레이트(100)는 고온에서 견딜 수 있도록 내열온도가 1100℃ 이상인 석영 또는 촉매금속이 증착된 석영으로 제작되는 것이 바람직하다.
상기 실링부(200)는 상기 커버플레이트(100)의 사이공간에 구비되어 내부에 공간부를 형성한다. 이 때, 상기 실링부(200)는 촉매금속 재질의 가스켓일 수 있으며, 상기 기판(300)의 형태에 대응되도록 링 형태로 형성될 수 있다.
또한, 상기 실링부(200)는 두께가 일반적인 웨이퍼보다 두껍도록 2mm ~5mm정도로 형성되는 것이 바람직하며, 내부에 상기 기판(300)이 수용될 수 있는 공간이 형성되도록 상기 기판(300)보다 직경이 크게 형성되는 것이 바람직하다.
즉, 상기 실링부(200)는 상기 기판(300)이 4인치(100mm) 기판(300)일 경우, 직경이 100mm보다 같거나 크게 형성될 수 있다.
이 때, 상기 실링부(200)는 상기 기판(300)보다 너무 크거나 두껍게 형성되면, 상기 기판(300)이 공간부 내부에서 일정위치에 고정되지 않고 이리저리 움직일 수 있으므로, 상기 기판(300)과 비슷한 크기로 형성되는 것이 좋다.
다시 말해, 본 발명의 CVD 보조 장치(1)는 상기 석영 튜브(2)의 크기 및 기판(300)의 크기에 따라, 상기 커버플레이트(100) 및 실링부(200)의 크기가 다르게 제작될 수 있다.
상기 가스유입구(410)는 상기 실링부(200)의 외주면 일정영역에 중공되어 형성되며, 상기 석영 튜브(2) 내부에 유입된 가스가 상기 공간부 내부로 유입되는 통로이다.
상기 가스배출구(420)는 상기 실링부(200)의 외주면 일정영역이 중공되어 형성되며, 상기 공간부로 유입된 가스가 다시 상기 석영 튜브(2) 내부로 배출되도록 하는 통로이다.
이에 따라, 본 발명의 CVD 보조 장치(1)는 상기 석영 튜브(2) 내부에 유입된 탄소 가스 및 수소 가스의 최소량만 상기 기판(300) 위에 증착된 금속 박막과 반응되도록 정성 제어가 가능하게 됨에 따라, 고품질의 그래핀이 형성되도록 할 수 있다는 장점이 있다.
이 때, 본 발명의 CVD 보조 장치(1)는 상기 가스유입구(410)가 상기 석영 튜브(2)에 가스가 유입되는 측에 인접하여 형성되고, 상기 가스배출구(420)가 상기 석영 튜브(2)에서 가스가 배출되는 측에 인접하여 형성되는 것이 바람직하며, 적어도 각각 하나 이상 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 가스유입구(410) 및 가스배출구(420)는 직경이 수~수십 마이크로미터로 형성되어 최소량의 가스제어가 정성적으로 이루어질 수 있도록 하는 것이 좋다.
한편, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 CVD 보조 장치(1)는 상기 커버플레이트(100)의 가장자리에 구비되어 위치를 고정하는 지지부(500)를 더 포함하여 형성될 수 있다.
물론, 본 발명의 CVD 보조 장치(1)는 두 개의 상기 커버플레이트(100)와 상기 실링부(200)가 서로 접착제 또는 용접과 같은 별도의 접착수단을 통해 결합되도록 할 수도 있지만, 고온 반응을 목적으로 하며, 화학반응을 위한 수단이라는 점을 고려할 때, 별도의 결합수단을 통해 서로 결합되는 것이 더 바람직하다.
이 때, 상기 지지부(500)는 다른 기판 써포터와 마찬가지로, 써포터의 일측 단부의 외주면 나사산이 형성되고, 여기에 결합되는 다른 하나의 써포터의 내주면에 나사산이 형성되어 결합되는 나사산 결합구조를 갖도록 형성될 수도 있으며, 이 외에도 다양하게 변경실시 가능하다.
상기 지지부(500)는 상기 커버플레이트(100) 및 실링부(200)와 마찬가지로 고온을 견딜 수 있어야 하므로, 내열온도가 1000℃ ~ 1300℃ 인 재질로 제작되는 것이 바람직하다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 CVD 보조 장치(1)는 복수개 적층되어, 상기 석영 튜브(2) 내에서 복수개의 그래핀 시트가 성장되도록 할 수도 있다.
이 경우, 본 발명의 CVD 보조 장치(1)는 이웃하여 적층되는 CVD 보조 장치(1)와 상기 지지부(500)에 의해 결합 고정될 수 있으며, 상기 가스유입구(410) 및 가스배출구(420)가 동일 방향에 위치되도록 배치한 다음, 적층시키는 것이 바람직하다.
다시 한 번 정리하면, 본 발명의 CVD 보조 장치(1)는 커버플레이트(100) 및 실링부(200)에 의해 형성된 공간부에 기판(300)이 구비되어 고온에서 금속 박막의 증발을 방지될 수 있게 됨에 따라, 증착된 금속 박막이 약 1000℃까지도 결정 박막 성장이 가능하며, 균일하게 넓은 면적으로 화학기상증착이 가능하여 고품질 대면적의 그래핀을 생산할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 CVD 보조 장치(1)는 필요에 따라 적층이 가능하도록 형성되어, 여러 장의 그래핀 웨이퍼를 동시에 성장시킬 수 있으며, 화학기상증착 장치의 석영 튜브(2) 크기에 따라 커버플레이트(100) 및 실링부(200)의 크기를 조절함으로써, 다양한 크기의 고품질 그래핀을 생산할 수 있다는 장점이 있다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
1 : CVD 보조 장치
2 : 석영 튜브
100 : 커버플레이트
200 : 실링부
300 : 기판
410 : 가스유입구 420 : 가스배출구
500 : 지지부
2 : 석영 튜브
100 : 커버플레이트
200 : 실링부
300 : 기판
410 : 가스유입구 420 : 가스배출구
500 : 지지부
Claims (8)
- 화학기상증착 장치의 석영 튜브(2) 내에 구비되어 그래핀을 형성하기 위한 CVD 보조 장치(1)에 있어서,
두께 방향으로 일정거리 이격이 조절되어 나란하게 구비되는 두 개의 커버플레이트(100);
상기 커버플레이트(100)의 사이공간에 구비되어 내부에 공간부를 형성하는 실링부(200);
상기 공간부 내부에 구비되며, 금속 박막이 증착된 기판(300);
상기 실링부(200)의 외주면 일정영역이 중공되어 가스가 유입되는 가스유입구(410); 및
상기 실링부(200)의 외주면 일정영역이 중공되어 가스가 배출되는 가스배출구(420); 를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 CVD 보조 장치.
- 제 1항에 있어서,
상기 CVD 보조 장치(1)는
열 화학기상증착법에 적용되는 화학기상증착 장치의 석영 튜브(2) 내에 구비되는 것을 특징으로 하는 CVD 보조 장치.
- 제 1항에 있어서,
상기 커버플레이트(100)는
고온에서 견딜 수 있도록 석영 또는 촉매금속이 증착된 석영으로 제작되는 것을 특징으로 하는 CVD 보조 장치.
- 제 1항에 있어서,
상기 실링부(200)는
촉매금속 재질의 가스켓인 것을 특징으로 하는 CVD 보조 장치.
- 제 1항에 있어서,
상기 가스유입구(410) 및 가스배출구(420)는
상기 석영 튜브(2)의 가스 유입 및 배출 방향과 대응되도록 형성되며, 적어도 하나 이상 형성되는 것을 특징으로 하는 CVD 보조 장치.
- 제 1항에 있어서,
상기 CVD 보조 장치(1)는
상기 커버플레이트(100)의 가장자리에 구비되어 위치를 고정하는 지지부(500)를 더 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 CVD 보조 장치.
- 제 1항에 있어서,
상기 CVD 보조 장치(1)는
상기 석영 튜브(2)의 크기 및 기판(300)의 크기에 따라 상기 커버플레이트(100) 및 실링부(200)의 크기가 다르게 제작될 수 있는 것을 특징으로 하는 CVD 보조 장치.
- 제 1항에 있어서,
상기 CVD 보조 장치(1)는
상기 석영 튜브(2) 내에서 복수개의 그래핀 시트가 성장되도록
두께 방향으로 복수개 적층되는 것을 특징으로 하는 CVD 보조 장치.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020130055108A KR101458045B1 (ko) | 2013-05-15 | 2013-05-15 | 대면적 고품질의 그래핀 성장을 위한 cvd 보조 장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020130055108A KR101458045B1 (ko) | 2013-05-15 | 2013-05-15 | 대면적 고품질의 그래핀 성장을 위한 cvd 보조 장치 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101458045B1 true KR101458045B1 (ko) | 2014-11-04 |
Family
ID=52289321
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020130055108A KR101458045B1 (ko) | 2013-05-15 | 2013-05-15 | 대면적 고품질의 그래핀 성장을 위한 cvd 보조 장치 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101458045B1 (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108862253A (zh) * | 2018-07-17 | 2018-11-23 | 云南大学 | 一种基于多层及大面积石墨烯生长用石英舟的石墨烯生长方法 |
| CN110042368A (zh) * | 2019-05-14 | 2019-07-23 | 合肥本源量子计算科技有限责任公司 | 一种化学气相沉积生产石墨烯异质结的装置 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20110091647A1 (en) * | 2009-10-21 | 2011-04-21 | Board Of Regents, The University Of Texas System | Graphene synthesis by chemical vapor deposition |
| KR20120088524A (ko) * | 2011-01-31 | 2012-08-08 | 삼성테크윈 주식회사 | 그래핀 합성장치 및 합성방법 |
| WO2012141699A1 (en) * | 2011-04-13 | 2012-10-18 | Empire Technology Development Llc | Conforming graphene to a target substrate |
| WO2012167701A1 (zh) * | 2011-06-09 | 2012-12-13 | 无锡第六元素高科技发展有限公司 | 一种化学气相沉积制备单层和多层石墨烯的方法 |
-
2013
- 2013-05-15 KR KR1020130055108A patent/KR101458045B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20110091647A1 (en) * | 2009-10-21 | 2011-04-21 | Board Of Regents, The University Of Texas System | Graphene synthesis by chemical vapor deposition |
| KR20120088524A (ko) * | 2011-01-31 | 2012-08-08 | 삼성테크윈 주식회사 | 그래핀 합성장치 및 합성방법 |
| WO2012141699A1 (en) * | 2011-04-13 | 2012-10-18 | Empire Technology Development Llc | Conforming graphene to a target substrate |
| WO2012167701A1 (zh) * | 2011-06-09 | 2012-12-13 | 无锡第六元素高科技发展有限公司 | 一种化学气相沉积制备单层和多层石墨烯的方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108862253A (zh) * | 2018-07-17 | 2018-11-23 | 云南大学 | 一种基于多层及大面积石墨烯生长用石英舟的石墨烯生长方法 |
| CN110042368A (zh) * | 2019-05-14 | 2019-07-23 | 合肥本源量子计算科技有限责任公司 | 一种化学气相沉积生产石墨烯异质结的装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8637118B2 (en) | Method of production of graphene | |
| KR100625224B1 (ko) | 유기 액체에 의한 고배향 정렬 카본 나노튜브의 합성 방법및 그 합성 장치 | |
| US7988941B2 (en) | Graphene sheet and method of preparing the same | |
| US8632855B2 (en) | Methods of preparing a graphene sheet | |
| JP5748766B2 (ja) | 基材へのグラフェンの広範囲析出およびそれを含む製品 | |
| JP5660425B2 (ja) | グラフェン膜のエピタキシャル成長方法 | |
| US8921824B2 (en) | 3-dimensional graphene structure and process for preparing and transferring the same | |
| KR102026736B1 (ko) | 이종 적층 구조의 절연시트, 그의 제조방법 및 이를 구비하는 전기소자 | |
| KR101828528B1 (ko) | 그래핀의 제조 장치 및 제조 방법 | |
| KR101513136B1 (ko) | 그래핀 필름의 제조방법, 그래핀 필름, 및 이를 포함하는 전자 소자 | |
| US20130266729A1 (en) | Method for making strip shaped graphene layer | |
| US9601579B2 (en) | Growth of semiconductors on hetero-substrates using graphene as an interfacial layer | |
| WO2014077507A1 (ko) | 그래핀 합성장치 | |
| KR101138141B1 (ko) | 그래핀 시트 제조방법 및 제조장치 | |
| JP2009062247A (ja) | グラフェンシートの製造方法 | |
| JP2001032071A (ja) | 熱化学気相蒸着装置及びこれを用いたカーボンナノチューブの低温合成方法 | |
| KR101105249B1 (ko) | 임프린트 기법을 이용한 그래핀 패턴 형성방법 | |
| JP5578639B2 (ja) | グラファイト膜製造方法 | |
| US20070105373A1 (en) | Method of direct deposition of polycrystalline silicon | |
| US9287116B2 (en) | Method of forming multilayer graphene structure | |
| CN103613094A (zh) | 一种同时制备石墨烯和多孔非晶碳薄膜的方法 | |
| KR101458045B1 (ko) | 대면적 고품질의 그래핀 성장을 위한 cvd 보조 장치 | |
| KR101308120B1 (ko) | 성장 방향이 제어된 그래핀의 제조 방법 | |
| WO2012002666A2 (en) | Graphene manufacturing apparatus and method | |
| KR20160095909A (ko) | 보론 나이트라이드(bn) 층의 연속적인 형성 방법, 이를 이용한 전계 효과 트랜지스터 소자의 제조 방법, 및 이로부터 제조된 전계 효과 트랜지스터 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20170928 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20181001 Year of fee payment: 5 |