KR101623791B1 - 금속 칼코게나이드 박막의 제조 방법 및 그 박막 - Google Patents
금속 칼코게나이드 박막의 제조 방법 및 그 박막 Download PDFInfo
- Publication number
- KR101623791B1 KR101623791B1 KR1020140062102A KR20140062102A KR101623791B1 KR 101623791 B1 KR101623791 B1 KR 101623791B1 KR 1020140062102 A KR1020140062102 A KR 1020140062102A KR 20140062102 A KR20140062102 A KR 20140062102A KR 101623791 B1 KR101623791 B1 KR 101623791B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- thin film
- metal chalcogenide
- substrate
- metal
- chalcogen
- 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
- C23C16/22—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 deposition of inorganic material, other than metallic material
- C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
- C23C16/305—Sulfides, selenides, or tellurides
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
본 발명은 이종원소 박막의 제작에 관한 것으로 특히, 열처리 과정을 포함하는 금속 칼코게나이드 박막의 제조 방법 및 그 박막에 관한 것이다. 이러한 본 발명은, 금속 칼코게나이드 박막의 제조 방법에 있어서, 기판 상에 금속 칼코게나이드 또는 금속 칼코게나이드 전구체의 박막을 형성하는 단계; 및 상기 기판 상에 형성된 박막에 자외선을 조사하여 열처리하는 단계를 포함하여 구성될 수 있다.
Description
본 발명은 이종원소 박막의 제작에 관한 것으로 특히, 열처리 과정을 포함하는 금속 칼코게나이드 박막의 제조 방법 및 그 박막에 관한 것이다.
주기율표 16족에 속하는 원소 중 산소(O), 황(S), 셀레늄(Se), 텔루륨(Te), 폴로늄(Po) 다섯 원소를 산소족 원소(oxygen group element)라고 하며 이들 중 황, 셀레늄, 텔루륨의 세 원소만을 황족원소 또는 칼코겐(chalcogens)이라고도 한다.
산소, 황은 대표적인 비금속원소이나 이밖에는 원자번호의 증가와 함께 비금속성을 잃고 금속성이 증가한다. 셀레늄, 텔루륨, 폴로늄은 희유원소이고 폴로늄은 천연방사성 원소이다.
금속 칼코게나이드(metal chacogenide)는 전이금속과 칼코겐의 화합물로서 그래핀과 유사한 구조를 가지는 나노 재료이다. 그 두께는 원자 수 층의 두께로 매우 얇기 때문에 유연하고 투명한 특성을 가지며, 전기적으로는 반도체, 도체 등의 다양한 성질을 보인다.
특히, 반도체 성질의 금속 칼코게나이드의 경우 적절한 밴드갭(band gap)을 가지면서 수백 ㎠/V·s의 전자 이동도를 보이므로 트랜지스터 등의 반도체 소자의 응용에 적합하고 향후 유연 트랜지스터 소자에 큰 잠재력을 가지고 있다.
금속 칼코게나이드 물질 중 가장 활발히 연구되고 있는 MoS2, WS2 등의 경우 단층 상태에서 다이렉트 밴드갭(direct band gap)을 가지므로 효율적인 광 흡수가 일어날 수 있어 광센서, 태양전지 등의 광소자 응용에 적합하다.
이러한 금속 칼코게나이드 박막을 효율적으로 이용하기 위하여 박막의 결정성을 향상시켜 고품질로 제작 가능한 방안이 요구된다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 열처리를 통하여 높은 결정성을 가지는 금속 칼코게나이드 박막의 제조 방법 및 그 박막을 제공하고자 한다.
상기 기술적 과제를 이루기 위하여, 본 발명은, 금속 칼코게나이드 박막의 제조 방법에 있어서, 기판 상에 금속 칼코게나이드 또는 금속 칼코게나이드 전구체의 박막을 형성하는 단계; 및 상기 기판 상에 형성된 박막에 자외선을 조사하여 열처리하는 단계를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 상기 열처리하는 단계는, 자외선 처리 챔버에 장입하는 단계를 포함할 수 있다.
이때, 상기 열처리하는 단계는, 칼코겐 분위기에서 수행될 수 있다.
또한, 상기 칼코겐 분위기는, 상기 자외선 처리 챔버에 칼코겐 함유 기체를 공급하거나, 칼코겐 물질을 가열하고 캐리어 가스를 이용하여 조성할 수 있다.
한편, 상기 열처리하는 단계에서, 자외선 처리 챔버의 압력은 10 mTorr 내지 3500 Torr의 기압으로 설정될 수 있다.
또한, 상기 자외선 처리 챔버 내에 비활성 기체를 주입하여 상기 자외선 처리 챔버 내의 압력을 상압으로 조절하는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 열처리하는 단계는, 50 내지 350 ℃의 온도로 상기 기판을 가열하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 열처리하는 단계는, 100 내지 400 nm 파장의 자외선을 조사하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 기판은 폴리머 기판을 포함할 수 있다.
위에서 설명한 제조 방법으로 얻어지는 금속 칼코게나이드 박막을 제공할 수 있다.
본 발명은 다음과 같은 효과가 있는 것이다.
먼저, 기상 반응에 의해 금속 칼코게나이드 박막이 형성하고, 기체 칼코겐 소스를 이용하므로 고품질의 박막을 얻을 수 있으며, 대면적 균일 박막 합성이 가능하다.
금속 칼코게나이드 물질군들은 화학기상증착법을 이용하여 두께를 단층부터 복층까지 단계적으로 조절하여 성장이 가능하며 용도에 따라 다양하게 적용이 가능하다.
또한, 열처리 과정을 통하여 박막의 품질이 크게 향상된 금속 칼코게나이드 박막을 얻을 수 있다.
즉, 자외선을 이용하여 기판 및 금속 칼코게나이드 박막의 온도를 크게 올리지 않고 고결정의 박막을 형성할 수 있다.
또한, 이와 같이 저온에서 열처리가 가능하므로 폴리머와 같은 유연(flexible) 기판을 이용할 수 있어, 유연 디스플레이와 같은 유연 응용 제품에 이용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 금속 칼코게나이드 박막을 제조하는 과정의 일례를 나타내는 순서도이다.
도 2는 자외선을 조사하여 열처리하는 과정의 일례를 나타내는 개략도이다.
도 2는 자외선을 조사하여 열처리하는 과정의 일례를 나타내는 개략도이다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 의한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명이 여러 가지 수정 및 변형을 허용하면서도, 그 특정 실시예들이 도면들로 예시되어 나타내어지며, 이하에서 상세히 설명될 것이다. 그러나 본 발명을 개시된 특별한 형태로 한정하려는 의도는 아니며, 오히려 본 발명은 청구항들에 의해 정의된 본 발명의 사상과 합치되는 모든 수정, 균등 및 대용을 포함한다.
층, 영역 또는 기판과 같은 요소가 다른 구성요소 "상(on)"에 존재하는 것으로 언급될 때, 이것은 직접적으로 다른 요소 상에 존재하거나 또는 그 사이에 중간 요소가 존재할 수도 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
비록 제1, 제2 등의 용어가 여러 가지 요소들, 성분들, 영역들, 층들 및/또는 지역들을 설명하기 위해 사용될 수 있지만, 이러한 요소들, 성분들, 영역들, 층들 및/또는 지역들은 이러한 용어에 의해 한정되어서는 안 된다는 것을 이해할 것이다.
또한, 본 발명에서 설명하는 공정은 반드시 순서대로 적용됨을 의미하는 것은 아니다. 예를 들어, 여러 단계가 기재되어 있는 경우, 반드시 순서대로 수행되어야 하는 것은 아님을 이해할 수 있다.
도 1은 본 발명의 금속 칼코게나이드 박막을 제조하는 과정의 일례를 나타내는 순서도이다.
도 1에서 도시하는 바와 같이, 금속 칼코게나이드 박막을 제조하는 과정은, 먼저, 1차적으로 기판 상에 금속 칼코게나이드 또는 금속 칼코게나이드 전구체의 박막을 형성할 수 있다(S10).
이와 같은 1차적으로 금속 칼코게나이드 또는 금속 칼코게나이드 전구체의 박막을 형성하는 과정(S10)은 화학기상증착법(CVD; chemical vapor deposition), 용액을 이용한 성장법(solution process), 플라즈마 화학기상증착법(PECVD: plasma enhanced chemical vapor deposition) 및 스퍼터링(sputtering) 등 다양한 방법이 이용될 수 있으며, 이러한 방법에 한정되지 않는다.
1차적으로 금속 칼코게나이드 또는 금속 칼코게나이드 전구체의 박막을 형성한다는 의미는 그 후에 박막의 구조적 재배열, 결함 제거, 결정성 향상 중 어느 하나의 목적으로 위해 열처리하기 전의 박막 형성 과정을 의미할 수 있다.
이와 같은 금속 칼코게나이드 박막을 형성하는 과정(S10)은 다음과 같은 방법들을 이용하여 수행될 수 있다.
즉, 고체 금속 소스와 고체 칼코겐 전구체의 기상 증착에 의하여 형성되거나, 금속 박막을 형성하고 이 금속 박막의 황화 반응을 통한 형성할 수 있으며, 또한, 금속 전구체 박막의 황화 반응을 통한 형성이 가능하다.
한편, 화학기상증착(CVD) 장비를 이용하여 기체화된 금속 전구체와 칼코겐 함유 기체를 반응시켜 기상 증착법을 이용하여 금속 칼코게나이드(metal chacogenide) 박막을 형성할 수도 있다.
이러한 금속 칼코게나이드 박막의 형성 과정은, 기체화된 금속 전구체를 공급하는 과정, 칼코겐(chacogen) 함유 기체를 공급하는 과정 및 제1온도조건에서 성장 기판 상에 위의 기체화된 금속 전구체 및 칼코겐 함유 기체를 반응시켜 박막을 형성하는 과정을 포함하여 구성될 수 있다. 이와 같은 과정은 서로 순서를 달리하거나 동시에 이루어질 수 있다.
이때, 칼코겐 함유 기체로서 황화수소(H2S)를 이용할 수 있으며, 그 외에도 S2, Se2, Te2, H2Se, 및 H2Te 중 적어도 어느 하나의 기체를 이용할 수 있다.
기체화된 금속 전구체는 금속 파우더를 가열하여 만들어질 수 있다. 즉, 금속 파우더를 가열하여 기체화된 라디칼(radical)을 이용할 수 있다.
이러한 금속 파우더는 산화몰리브덴(MoO3)을 이용할 수 있고, 그 외에도, MoO, MoO2, WO2, WO3, VO, VO2, V2O3, V2O5, V3O5, NbO, NbO2, Nb2O5, TaO, TaO2, Ta2O5, TiO, TiO2, Ti2O3, Ti3O5, ZrO2, HfO2, TcO2, Tc2O7, ReO2, ReO3, Re2O3, Re2O7, CoO, Co2O3, Co3O4, Rh2O3, RhO2, IrO2, Ir2O3, IrO2·2H2O, NiO, Ni2O3, PdO, PdO2, PtO, PtO2, PtO3, Pt3O4, PtO2·H2O, GaO, Ga2O, Ga2O3, SnO, SnO2와 같은 산화 금속 중 적어도 어느 하나를 이용할 수 있다.
또한, MoF3, MoF6, MoF4, Mo4F20, MoCl2, MoCl3, MoCl6, MoCl4, MoCl5, MoBr3, MoBr4, MoI2, MoI3, MoI4, WF6, WF4, [WF5]4, WCl2, WCl6, WCl4, [WCl5]2, [W6Cl12]Cl6, WBr3, WBr6, WBr4, WBr5, W6Br14, WI2, WI3, WI4, VF2, VF3, VF4, VF5, VCl2, VCl3, VCl4, VBr2, VBr3, VBr4, VI2, VI3, VI4, NbCl3, NbCl4, NbCl5, NbBr4, NbBr5, NbI3, NbI4, NbI5, TaF3, [TaF5]4, TaCl3, TaCl4, TaCl5, TaBr3, TaBr4, TaBr5, TaI4, TaI5, TiF2, TiF3, TiF4, TiCl4, TiCl3, TiCl2, TiBr3, TiBr4, HfCl4, HfBr2, HfBr4, HfI3, HfI4, ZrF4, ZrCl2, ZrCl3, ZrCl4, ZrBr3, ZrBr4, ZrI2, ZrI3, ZrI4, TcF6, TcF5, TcCl4, TcCl6, TcBr4, ReF6, ReF4, ReF5, ReF7, Re3Cl9, ReCl5, ReCl4, ReCl6, ReBr3, ReBr4, ReBr5, ReI3, ReI4, CoF2, CoF3, CoF4, CoCl2, CoCl3, CoBr2, CoI2, RhF3, RhF6, RhF4, [RhF5]4, RhCl3, RhBr3, RhI3, IrF3, IrF6, IrF4, [IrF5]4, IrCl2, IrCl3, IrCl4, IrBr2, IrBr3, IrBr4, IrI2, IrI3, IrI4, NiF2, NiCl2, NiBr2, NiI2, PdF2, PdF4, PdCl2, PdBr2, PdI2, PtF6, PtF4, [PtF5]4, PtCl2, PtCl3, PtCl4, Pt6Cl12, PtBr2, PtBr3, PtBr4, PtI2, PtI3, PtI4, GaF3, GaCl2, GaCl3, GaBr3, GaI3, SnF2, SnF4, SnCl2, SnCl4, SnBr2, SnBr4, SnI2, SnI4와 같은 할로겐화 금속 중 적어도 어느 하나를 이용할 수 있다.
또한, Mo(CO)6, W(CO)6, Nb(CO)6, V(CO)6, Ta(CO)6, Ti(CO)6, Zr(CO)7, Tc2(CO)10, Hf(CO)7 Re2(CO)10, Co2(CO)8, Co4(CO)12, Co6(CO)16, Rh2(CO)8, Rh4(CO)12, Rh6(CO)16, Ir2(CO)8, Ir4(CO)12, Ir6(CO)16, Ni(CO)4, Pd(CO)4, Pt(CO)4와 같은 금속 카보닐 화합물 중 적어도 어느 하나를 이용할 수 있다.
이와 같은 금속 파우더 및 칼코겐 함유 기체를 이용하여 MoS2, MoSe2, MoTe2, WS2, WSe2, WTe2, NbS2, NbSe2, NbTe2, TaS2, TaSe2, TaTe2, ZrS2, ZrSe2, ZrTe2, HfS2, HfSe2, TcS2, ReS2, ReTe2, CoS, CoS2, CoSe2, CoTe, RhS2, RhSe2, RhTe2, IrS2, IrSe2, IrTe3, NiS, NiSe, NiTe, PdS2, PdSe, PdSe2, PdTe, PdTe2, PtS, PtS2, PtSe2, PtTe, PtTe2, GaS, Ga2S3, GaSe, Ga2Se3, Ga2Te3, SnS2, SnS, SnSe2, SnSe, SnTe 중 적어도 어느 하나의 박막을 형성할 수 있다.
다음에, 위에서 언급한 바와 같이, 위에서 설명한 기판 상에 형성된 박막에 자외선을 조사하여 열처리하는 단계(S20)가 수행될 수 있다.
도 2는 자외선을 조사하여 열처리하는 과정의 일례를 나타내는 개략도이다.
이하, 도 2를 참고하여 열처리하는 과정(S20)을 상세히 설명한다.
위에서 설명한 바와 같이, 1차적으로 형성된 금속 칼코게나이드 박막을 자외선(UV)을 조사하여 열처리할 수 있다.
이러한 열처리 과정에 의하여 결정성이 향상될 수 있다. 즉, 자외선의 높은 에너지를 받아 1차적으로 형성된 금속 칼코게나이드 박막의 구조적 재배열이 일어나면서 금속 칼코게나이드 박막에 존재할 수 있는 결함이 제거될 수 있다.
따라서 화학양론(stoichiometry)적 물질의 구성이 향상된 고결정의 박막을 얻을 수 있다.
이와 같은 자외선을 이용하는 열처리 과정은 자외선의 높은 에너지로 인하여 상대적으로 저온에서 열처리가 가능하다.
즉, 열처리하는 단계(S20)는, 통상의 열처리 온도인 300 내지 1000 ℃보다 상대적으로 매우 낮은 50 내지 350 ℃의 온도에서 이루어질 수 있다.
이와 같이, 열처리하는 단계(S20)는 50 내지 350 ℃의 온도로 기판(20)을 가열하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 이러한 열처리하는 단계(S20)는, 100 내지 400 nm 파장의 자외선을 조사하는 단계를 포함할 수 있다. 즉, 100 내지 400 nm 파장 대역의 자외선을 조사하면서 열처리가 수행될 수 있다.
보다 상세하게, 자외선을 이용한 열처리는 180 내지 260 nm 파장 대역의 자외선을 조사하면서 수행될 수 있다.
이와 같이, 금속 칼코게나이드 박막을 열처리함에 있어서 저온에서 열처리가 가능하므로 기판(20)은 폴리머 기판을 포함할 수 있다.
한편, 1차적으로 금속 칼코게나이드 박막(30)을 형성하는 과정(S10)에서 플라즈마를 이용하는 화학기상증착법(PECVD; plasm enhanced CVD) 등의 방법을 이용한 경우에는 금속 파우더의 기화 및 1차적인 금속 칼코게나이드 박막(30)의 합성 온도는 100 ℃까지 낮아질 수 있다. 즉, 100 내지 200 ℃에서 1차적인 금속 칼코게나이드 박막(30)의 합성이 이루어질 수 있다.
따라서, 금속 칼코게나이드 박막(30)을 형성하는 과정이 열처리 과정을 포함하여도 대략 350 ℃ 이하의 저온에서 수행될 수 있으므로, 기판(20)으로 폴리머 기판을 이용할 수 있다.
이와 같은 열처리 과정(S20)은 도 2에서 도시하는 바와 같은 자외선 처리 챔버(10) 내에서 이루어질 수 있다. 즉, 먼저, 1차적으로 기판(20) 상에 형성된 금속 칼코게나이드 박막(30)을 자외선 처리 챔버(10)에 장입하는 과정(S21)이 수행될 수 있다.
이때, 금속 칼코게나이드 박막(30)이 형성된 기판(20)은 자외선 처리 챔버(10) 내에 위치한 거치대(11) 상에 위치할 수 있다.
이러한 자외선 처리 챔버(10) 내의 거치대(11) 상에는 자외선 광원(40)이 위치하여, 거치대(11) 상에 위치하는 금속 칼코게나이드 박막(30) 상에 자외선을 조사할 수 있다.
또한, 거치대(11)에는 열원(도시되지 않음)이 연결되어 기판(20) 및 금속 칼코게나이드 박막(30)에 열처리를 위한 열을 공급할 수 있다. 즉, 거치대(11)는 챔버(10) 내에 위치하는 서셉터(susceptor)일 수 있다.
여기서 기판(20)은 성장 기판이거나 성장 기판에서 전사된 지지 기판일 수 있다.
한편, 열처리하는 단계(S20)는, 칼코겐 분위기에서 수행될 수 있다. 이를 위하여, 열처리하는 단계(S20)는 챔버(10) 내에 칼코겐 분위기를 조성하는 단계(S22)를 포함할 수 있다.
이러한 칼코겐 분위기는, 자외선 처리 챔버(10)에 칼코겐 함유 기체를 공급하거나, 칼코겐 물질을 가열하고 캐리어 가스를 이용하여 조성할 수 있다.
칼코겐 함유 기체는 자외선 처리 챔버(10)와 연결된 유입구(50)를 통하여 유입될 수 있다. 이러한 유입구(50)로 추후 비활성 기체 및 캐리어 가스가 주입될 수도 있다.
또한, 칼코겐 함유 기체는 배출구(60)를 통하여 배출될 수 있다.
한편, 열처리가 이루어진 후에 칼코겐 함유 기체 및/또는 그 외의 캐리어 가스 및 잔여 가스는 배기구(70)를 통하여 배기될 수 있다.
위에서 언급한 칼코겐 분위기는 자외선 처리 챔버(10) 내에 H2S, H2Se 및 H2Te 등의 칼코겐 함유 기체를 공급하여 이루어질 수 있다.
또한, 황(S), 셀레늄(Se) 또는 텔루륨(Te)을 가열하고 아르곤(Ar) 질소(N2) 등의 캐리어 가스(carrier gas)를 이용하여 자외선 처리 챔버(10) 내에 칼코겐 분위기를 조성할 수 있다.
이때, 자외선 처리 챔버(10) 내의 압력은 10 mTorr 내지 3500 Torr로 설정될 수 있다. 즉, 저압에서 고압의 범위로 넓은 범위로 형성될 수 있다.
위에서 언급한 바와 같이, 자외선 광원(40)을 이용하여 자외선을 조사하면서, 이와 같은 칼코겐 분위기에서 열처리를 수행할 수 있다.
이때, 자외선에 의해 기판(20)의 온도 상승이 일어날 수 있으며, 또한, 별도의 가열 장치(열원)를 통해 50 내지 350 ℃로 기판(20)을 가열할 수 있다.
이때, 자외선을 조사하는 시간은 300분 이하로 이루어질 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니다.
이후, 자외선 처리 챔버(10) 내에 비활성 기체를 주입하여 자외선 처리 챔버(10) 내의 압력을 상압(760 Torr)으로 조절하는 단계(S23)를 더 포함할 수 있다.
이와 같은 과정을 통하여 박막의 품질이 크게 향상된 금속 칼코게나이드 박막을 얻을 수 있다.
위에서 설명한 바와 같이, 자외선을 이용하여 기판 및 금속 칼코게나이드 박막의 온도를 크게 올리지 않고 고결정의 박막을 형성할 수 있다.
또한, 이와 같이 저온에서 열처리가 가능하므로 폴리머와 같은 유연(flexible) 기판을 이용할 수 있어, 유연 디스플레이와 같은 유연 응용 제품에 이용될 수 있다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
10: 자외선 처리 챔버 20: 기판
30: 금속 칼코게나이드 박막 40: 자외선 광원
50: 유입구 60: 배출구
70: 배기구
30: 금속 칼코게나이드 박막 40: 자외선 광원
50: 유입구 60: 배출구
70: 배기구
Claims (10)
- 금속 칼코게나이드 박막의 제조 방법에 있어서,
몰리브덴 또는 텅스텐을 포함하는 산화 금속 또는 금속 카보닐 화합물 중 적어도 어느 하나의 파우더를 가열하여 기체화된 금속 전구체와 칼코겐 함유 기체를 반응시켜 기상 증착법을 이용하여 기판 상에 금속 칼코게나이드 박막을 형성하는 단계; 및
상기 기판 상에 형성된 금속 칼코게나이드 박막에 180 내지 260 nm 파장 대역의 자외선을 조사하여 상기 기판을 50 내지 350 ℃의 온도로 가열하여 열처리하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 금속 칼코게나이드 박막의 제조 방법. - 제1항에 있어서, 상기 열처리하는 단계는, 자외선 처리 챔버에 장입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 칼코게나이드 박막의 제조 방법.
- 제2항에 있어서, 상기 열처리하는 단계는, 칼코겐 분위기에서 수행되는 것을 특징으로 하는 금속 칼코게나이드 박막의 제조 방법.
- 제3항에 있어서, 상기 칼코겐 분위기는, 상기 자외선 처리 챔버에 칼코겐 함유 기체를 공급하거나, 칼코겐 물질을 가열하고 캐리어 가스를 이용하여 조성하는 것을 특징으로 하는 금속 칼코게나이드 박막의 제조 방법.
- 제2항에 있어서, 상기 열처리하는 단계에서, 자외선 처리 챔버의 압력은 10 mTorr 내지 3500 Torr의 기압으로 설정되는 것을 특징으로 하는 금속 칼코게나이드 박막의 제조 방법.
- 제2항에 있어서, 상기 자외선 처리 챔버 내에 비활성 기체를 주입하여 상기 자외선 처리 챔버 내의 압력을 상압으로 조절하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 칼코게나이드 박막의 제조 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 금속 칼코게나이드 박막을 형성하는 단계는,
산화몰리브덴 또는 산화텅스텐 파우더를 가열하여 기체화된 금속 전구체를 공급하는 단계;
칼코겐(chacogen) 함유 기체를 공급하는 단계; 및
제1온도조건에서 상기 기판 상에 위의 기체화된 금속 전구체 및 칼코겐 함유 기체를 반응시켜 박막을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 칼코게나이드 박막의 제조 방법. - 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 기판은 폴리머 기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 칼코게나이드 박막의 제조 방법.
- 삭제
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020140062102A KR101623791B1 (ko) | 2014-05-23 | 2014-05-23 | 금속 칼코게나이드 박막의 제조 방법 및 그 박막 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020140062102A KR101623791B1 (ko) | 2014-05-23 | 2014-05-23 | 금속 칼코게나이드 박막의 제조 방법 및 그 박막 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20150134817A KR20150134817A (ko) | 2015-12-02 |
KR101623791B1 true KR101623791B1 (ko) | 2016-05-24 |
Family
ID=54883200
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020140062102A KR101623791B1 (ko) | 2014-05-23 | 2014-05-23 | 금속 칼코게나이드 박막의 제조 방법 및 그 박막 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101623791B1 (ko) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10811254B2 (en) | 2017-08-29 | 2020-10-20 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Method for fabricating metal chalcogenide thin films |
KR20210109906A (ko) * | 2020-02-28 | 2021-09-07 | 경희대학교 산학협력단 | ReS2 박막 형성 방법 및 이를 이용한 광 검출기 형성 방법 |
US11753721B2 (en) | 2019-12-09 | 2023-09-12 | Research & Business Foundation Sungkyunkwan University | Transition-metal chalcogenide thin film and preparing method of the same |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102020495B1 (ko) * | 2017-07-24 | 2019-09-11 | 한국세라믹기술원 | 전이금속 칼코겐화합물 박막의 제조 방법 |
KR102156981B1 (ko) * | 2018-11-28 | 2020-09-16 | 충북대학교 산학협력단 | 전이금속 디칼코게나이드 박막의 제조 방법 |
KR102223358B1 (ko) * | 2019-12-12 | 2021-03-05 | 한국기술교육대학교 산학협력단 | 다공성 텔루르화전이금속 박막 및 이의 제조방법 |
-
2014
- 2014-05-23 KR KR1020140062102A patent/KR101623791B1/ko active IP Right Grant
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10811254B2 (en) | 2017-08-29 | 2020-10-20 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Method for fabricating metal chalcogenide thin films |
US11753721B2 (en) | 2019-12-09 | 2023-09-12 | Research & Business Foundation Sungkyunkwan University | Transition-metal chalcogenide thin film and preparing method of the same |
KR20210109906A (ko) * | 2020-02-28 | 2021-09-07 | 경희대학교 산학협력단 | ReS2 박막 형성 방법 및 이를 이용한 광 검출기 형성 방법 |
KR102405011B1 (ko) | 2020-02-28 | 2022-06-02 | 경희대학교 산학협력단 | ReS2 박막 형성 방법 및 이를 이용한 광 검출기 형성 방법 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20150134817A (ko) | 2015-12-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101623791B1 (ko) | 금속 칼코게나이드 박막의 제조 방법 및 그 박막 | |
US10400331B2 (en) | Method for manufacturing metal chalcogenide thin film and thin film manufactured thereby | |
CN106065466B (zh) | 用于层状过渡金属硫属化合物层的组合物及形成层状过渡金属硫属化合物层的方法 | |
KR102325522B1 (ko) | 금속 칼코게나이드 박막의 제조 방법 | |
KR101535573B1 (ko) | 전이금속 칼코겐 화합물 합성 방법 | |
TWI557268B (zh) | 原子層沉積法 | |
KR100716654B1 (ko) | 정방정계 구조의 지르코늄산화막 형성 방법 및 그를 구비한캐패시터의 제조 방법 | |
KR101742388B1 (ko) | Cvd를 이용한 전이금속 칼코겐 화합물 합성 방법 | |
KR101874258B1 (ko) | 전이금속 디칼코게나이드 박막 및 그 제조방법 | |
KR101541463B1 (ko) | 금속 황화물 합금 형성 방법 및 금속 황화물 합금을 포함하는 전자 소자 | |
US20230313365A1 (en) | Metal chalcogenide film and method and device for manufacturing the same | |
US11476117B2 (en) | Method of forming transition metal dichalcogenide thin film | |
US20130069207A1 (en) | Method for producing a deposit and a deposit on a surface of a silicon substrate | |
Choi | The fabrication of tin oxide films by atomic layer deposition using tetrakis (ethylmethylamino) tin precursor | |
US20230114347A1 (en) | Method of forming transition metal dichalcogenide thin film | |
Rudolph et al. | Oxygen incorporated during deposition determines the crystallinity of magnetron-sputtered Ta3N5 films | |
KR20150139217A (ko) | 그래핀 및 금속 칼코게나이드의 이종 접합 박막의 제조 방법, 그 박막 및 이를 이용한 쇼트키 장벽 다이오드 및 그 제조 방법 | |
KR102576569B1 (ko) | 전이금속 디칼코게나이드의 제조 방법 | |
KR100734854B1 (ko) | 바나듐이산화물 박막의 제조방법 | |
Sobczyk-Guzenda et al. | Amorphous and crystalline TiO2 coatings synthesized with the RF PECVD technique from metalorganic precursor | |
KR101465209B1 (ko) | CZTSSe계 박막을 함유하는 광흡수층 및 이의 제조 방법 | |
US11335896B2 (en) | Method for producing yttrium oxide-containing thin film by atomic layer deposition | |
JPH06321690A (ja) | 半導体ダイヤモンド膜の形成方法及び処理方法 | |
Choi | Effects of seed layer and thermal treatment on atomic layer deposition-grown tin oxide | |
Bozhinov et al. | Properties of ALD Aluminum-doped ZnO as transparent conductive oxide |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E90F | Notification of reason for final refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190424 Year of fee payment: 4 |