KR101685149B1 - Method for Manufacturing Silicene Using Phase Separation of Binary Compound and Silicene Manufactured by the Same Method - Google Patents

Method for Manufacturing Silicene Using Phase Separation of Binary Compound and Silicene Manufactured by the Same Method Download PDF

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Abstract

The present invention relates to a method for preparing silicene using a phase separation phenomenon of a binary compound and silicene obtained by the method. The method for preparing silicene using a phase separation phenomenon of a binary compound according to the present invention comprises the steps of: providing a binary compound (SiX) containing silicon (Si) and element X; supplying melting energy to the binary compound (SiX) through an energy supplying means; melting the binary compound (SiX) by the melting energy; separating the binary compound (SiX) into silicon (Si) and element X (X); supplying removing energy to the thus separated silicon (Si) and element X (X) through an energy supplying means; and removing the molten element X (X) by the removing energy.

Description

이원소성 화합물의 상분리 현상을 이용한 실리신 제조방법, 이에 의하여 제조된 실리신{Method for Manufacturing Silicene Using Phase Separation of Binary Compound and Silicene Manufactured by the Same Method} [0001] The present invention relates to a method for producing a silicin using a phase separation phenomenon of a binary compound,

본 발명은 실리신의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 이원소성 화합물의 상분리 현상을 이용한 실리신 제조방법 및 이에 의하여 제조된 실리신에 관한 것이다.More particularly, the present invention relates to a method for producing silicin by using the phase separation phenomenon of a binary calcined compound and a silicin produced by the method.

현재의 실리콘 소자는 20 nm 이하 급에서는 쇼트채널효과(short channel effect) 와 게이트 콘트롤의 한계로 인하여 핀펫(FINFET) 등의 복잡한 3차원 구조로 갈 수 밖에 없지만, 실리콘이 단원자 층으로 구성된다면 쇼트채널효과가 근본적으로 제거 되므로 현재의 소자구조로 10nm 이하의 소자구현이 가능하다.Current silicon devices can only go to a complex three-dimensional structure such as a finFET due to the short channel effect and the gate control limit at the sub-20 nm class. However, if the silicon is composed of a single- Since the channel effect is fundamentally eliminated, it is possible to implement a device with a thickness of 10 nm or less with the present device structure.

최근 전자 소자의 재료로서 그래핀 등의 2차원 물질이 주목을 받고 있는데, 현재의 반도체 산업을 이끌고 있는 주 물질인 실리콘도 그래핀과 같이 이차원 물질과 같은 구조를 가질 수 있다는 것이 밝혀졌고 그 특성도 또한 다른 이차원물질과는 다를 것으로 예상된다는 여러 예상 논문이 발표됨에 따라 이 실리신(Silicene)이라고 불리는 이차원 구조의 실리콘 층에 관한 연구 역시 활발히 진행되고 있다.In recent years, two-dimensional materials such as graphene have been attracting attention as materials for electronic devices. It has been found that silicon, which is the main material that leads the present semiconductor industry, can have the same structure as a two-dimensional material like graphene As a result of the publication of several proposals that are expected to be different from other two-dimensional materials, studies on a two-dimensional silicon layer called "Silicene" have been actively conducted.

실리신은 그래핀과 비길 정도의 높은 전하이동도를 갖는 것으로 예측되고 있어 초고속 소자 구현에도 활용할 수 있다. 이와 더불어, 단원자 층인 실리신은 유연성도 가지고 있어 플렉시블 전자기기를 실리콘으로 구현할 수 있을 뿐만 아니라, 제작된 소자들의 층별 적층이 용이하므로 집적도 면에서도 획기적인 증가를 가져올 수 있다. Silicane is predicted to have a high charge mobility comparable to graphene and can be utilized in ultra-high-speed devices. In addition, the single-layer silicas have flexibility, which not only enables flexible electronic devices to be implemented in silicon, but also allows easy stacking of fabricated devices, resulting in a dramatic increase in integration.

하지만, 지금까지 실리신은 이론적으로만 존재해 왔고, 최근에 금속촉매인 은(Ag) 위에서 그 합성의 가능성이 발견되었을 뿐이다. 실리신을 대면적으로 합성하는 것은 현재로서는 대단히 어려운 기술이지만, 지금까지 지구상에 있는 물질 중에 실리콘보다도 더 전자소자 제작에 적합한 물질을 인류가 발견한 적은 없었던 것을 고려하면, 실리콘의 극단적 나노 구조인 실리신을 대면적으로 제작하여 소자를 구현하는 것은 전자소자 기술에 혁명적인 변화를 불러 올 것이다.However, to date, silylation has existed only theoretically, and recently the possibility of its synthesis has been found on the metal catalyst, silver (Ag). Synthesis of silica in a large area is a very difficult technology at present. However, considering that no material has been found in human beings that is more suitable for electronic device fabrication than silicon in the world so far, silica, which is an extreme nano structure of silicon, Implementing devices with large areas will revolutionize electronic device technology.

실리신의 제조 방법에 관한 선행기술로는 다음과 같은 문헌이 있다.Prior art related to the production method of silysin is as follows.

Li Tao et al., "Silicene field-effect transistors operating at room temperature", Nature nanotechnology, vol. 10, pp. 227 ~ 231 (2015. 2. 2. 공개)Li Tao et al., "Silicene field-effect transistors operating at room temperature ", Nature nanotechnology, vol. 10, pp. 227 ~ 231 (Feb 2, 2015)

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이원소 화합물의 상분리 현상을 이용하여 실리신을 대면적으로 제조하는 방법과 그 방법으로 제조된 실리신을 제공하는 것이다.Disclosure of the Invention Technical Problem [8] The present invention provides a method for producing silicide by using a phase separation phenomenon of the elemental compound and a silicide prepared by the method.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are not intended to limit the invention to the precise form disclosed. There will be.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는, 실리콘(Si)과 X원소를 포함하는 이원소성화합물(SiX)을 제공하는 제1단계, 상기 이원소성 화합물(SiX)에 에너지공급수단에 의한 용융에너지를 공급하는 제2단계, 상기 용융에너지에 의해 상기 이원소성 화합물(SiX)이 용융되는 제3단계, 상기 용융된 이원소성 화합물(SiX)이 실리콘(Si)과 X원소(X)로 분리되는 제4단계, 상기 분리된 실리콘(Si)과 X원소(X)에 에너지공급수단에 의한 제거에너지를 공급하는 제5단계 및 상기 제거에너지에 의해 상기 용융된 X원소(X)가 제거되는 제6단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이원소성 화합물의 상분리 현상을 이용한 실리신 제조방법을 제공한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device including a first step of providing a silicon compound (SiX) containing silicon (Si) and an element X, (SiX) is melted by the melting energy, the second step of supplying the molten energy of the silicon (Si) and the X element (X) by the melting energy, A fourth step of separating the silicon X and the X element X from each other, a fifth step of supplying energy to the separated silicon Si and the X element X by energy supplying means, And a sixth step of crystallizing the starting material.

일부 실시예에 있어서, 상기 제1단계에서 제공되는 상기 이원소성화합물(SiX)를 구성하는 X 원소는 원소주기율표에 있는 모든 원소들 중 어느 하나일 수 있다..In some embodiments, the X element constituting the bispecific compound (SiX) provided in the first step may be any one of all the elements in the periodic table of the elements.

일부 실시예에 있어서, 상기 제1단계에서 제공되는 상기 이원소성화합물(SiX)를 구성하는 X 원소는 실리콘(Si) 보다 녹는 점이 낮은 원소일 수 있다.In some embodiments, the X element constituting the second plastic compound (SiX) provided in the first step may be an element having a lower melting point than silicon (Si).

일부 실시예에 있어서, 상기 제1단계에서 제공되는 상기 이원소성화합물(SiX)을 구성하는 X 원소(X)는, 상기 이원소성화합물(SiX)이 실리콘(Si)과 X원소(X)로 분리되었을 때 분리된 실리콘(Si) 또는 X원소(X)의 표면에너지가 이원소성화합물(SiX) 상태의 표면 에너지보다 더 안정하도록 선택될 수 있다. In some embodiments, the X element (X) constituting the bispecific compound (SiX) provided in the first step is a compound in which the bispecific compound (SiX) is separated into silicon (Si) and X element , The surface energy of the separated silicon (Si) or X element (X) can be selected to be more stable than the surface energy of the bicomponent compound (SiX) state.

일부 실시예에 있어서, 상기 제2단계에서 공급되는 상기 용융에너지는 레이저빔, 전자빔, 열에너지 또는 전기에너지 중 어느 하나 이상일 수 있다.In some embodiments, the melting energy supplied in the second step may be at least one of a laser beam, an electron beam, thermal energy, or electric energy.

일부 실시예에 있어서, 상기 제6단계에서 제거되는 X원소(X)는 용융, 증발 또는 승화 중 어느 하나 이상에 의해 제거될 수 있다.In some embodiments, the X element X removed in the sixth step may be removed by one or more of melting, evaporating, or subliming.

일부 실시예에 있어서, 상기 제5단계에서 공급되는 상기 제거에너지는 레이저빔, 전자빔, 열에너지 또는 전기에너지 중 어느 하나 이상일 수 있다.In some embodiments, the removal energy supplied in the fifth step may be at least one of a laser beam, an electron beam, thermal energy, or electric energy.

본 발명의 다른 실시예는 상기 실리신 제조방법에 의하여 제조된 실리신을 제공한다.Another embodiment of the present invention provides the silicide produced by the silicide manufacturing method.

본 발명의 이원소성 화합물의 상분리 현상을 이용한 실리신 제조방법을 이용하면, 전자소자의 재료로서 우수한 특성을 가진 대면적의 실리신을 안정적으로 생산할 수 있다.By using the silicin manufacturing method using the phase separation phenomenon of the two-sintered compound of the present invention, it is possible to stably produce silicin having a large area having excellent characteristics as a material of an electronic device.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.It should be understood that the effects of the present invention are not limited to the above effects and include all effects that can be deduced from the detailed description of the present invention or the configuration of the invention described in the claims.

도 1은 이원소성 화합물의 상분리 현상을 이용한 실리신 제조방법의 블록도이다.
도2는 이원소성 화합물의 상분리 현상을 이용한 실리신 제조방법의 제1단계(S100)를 나타내는 그림이다.
도 3은 본 이원소성 화합물의 상분리 현상을 이용한 실리신 제조방법의 제2단계(S200)를 나타내는 그림이다.
도 4는 본 이원소성 화합물의 상분리 현상을 이용한 실리신 제조방법의 제3단계(S300)를 나타내는 그림이다.
도 5는 본 이원소성 화합물의 상분리 현상을 이용한 실리신 제조방법의 제4단계(S400)를 나타내는 그림이다.
도 6은 기판상에 상분리 현상이 일어난 결과를 보여주는 단면의 TEM 사진이다.
도 7은 본 이원소성 화합물의 상분리 현상을 이용한 실리신 제조방법의 제5단계(S500)를 나타내는 그림이다.
도 8은 본 이원소성 화합물의 상분리 현상을 이용한 실리신 제조방법의 제6단계(S600)를 나타내는 그림이다.
도 9는 본 이원소성 화합물의 상분리 현상을 이용한 실리신 제조방법에 따라 이원소성화합물 표면에 형성된 실리신을 나타내는 그림이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram of a method for producing silicin using a phase separation phenomenon of a binary plastic compound; FIG.
FIG. 2 is a diagram showing a first step (S100) of a silicin manufacturing method using a phase separation phenomenon of a bicomponent compound.
FIG. 3 is a diagram showing a second step (S200) of the silicin manufacturing method using the phase separation phenomenon of the presently-present two-component compound.
FIG. 4 is a diagram showing a third step (S300) of the silicin manufacturing method using the phase separation phenomenon of the present double-calcined compound.
5 is a view showing a fourth step (S400) of the silicin manufacturing method using the phase separation phenomenon of the present double-calcined compound.
6 is a cross-sectional TEM image showing the result of phase separation on a substrate.
FIG. 7 is a view showing a fifth step (S500) of the silicin manufacturing method using the phase separation phenomenon of the present two-kind plastic compound.
FIG. 8 is a diagram showing a sixth step (S600) of the silicin manufacturing method using the phase separation phenomenon of the present double-calcined compound.
9 is a diagram showing the silicide formed on the surface of the binary plastic compound according to the silicin manufacturing method using the phase separation phenomenon of the present double-calcined compound.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is referred to as being "connected" (connected, connected, coupled) with another part, it is not only the case where it is "directly connected" "Is included. Also, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements, not excluding other elements unless specifically stated otherwise.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, the terms "comprises" or "having" and the like refer to the presence of stated features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 이원소성 화합물의 상분리 현상을 이용한 실리신 제조방법의 블록도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram of a method for producing silicin using the phase separation phenomenon of the present double calcined compound. FIG.

도 1을 참조하면, 본 발명의 이원소성 화합물의 상분리 현상을 이용한 실리신 제조방법은 제1단계(S100), 제2단계(S200), 제3단계(S300), 제4단계(S400), 제5단계(S500) 및 제6단계(S600)의 여섯 단계로 구성되어 있다.Referring to FIG. 1, the method for producing silicin using the phase separation phenomenon of the two-sintered compound of the present invention includes a first step S100, a second step S200, a third step S300, a fourth step S400, A fifth step S500, and a sixth step S600.

도 2는 본 이원소성 화합물의 상분리 현상을 이용한 실리신 제조방법의 제1단계(S100)를 나타내는 그림이다.FIG. 2 is a view showing a first step (S100) of the silicin manufacturing method using the phase separation phenomenon of the present double-calcined compound.

도2를 참조하면, 제1단계(S100)에서는 실리콘(Si)과 X원소를 포함하는 이원소성화합물(SiX,100)을 제공한다. 여기서 X 원소는 붕소(B), 탄소(C), 질소(N), 인(P) 또는 저미늄(Ge) 등의 원소가 될 수 있다. 하지만 X원소는 특정 원소에 한정되는 것이 아니고, 원소 주기율표 상에 있는 모든 물질을 다 포함하며, Si 와 X 원소의 조성비는 다양하게 구성될 수 있다. X 원소는 실리콘(Si) 보다 용융점, 기화점 또는 승화점 등의 상변화 온도가 낮은 원소인 것이 바람직하다. 또한, 상기 제1단계(S100)에서 제공되는 상기 이원소성화합물(SiX)을 구성하는 X 원소(X)는, 상기 이원소성화합물(SiX)이 실리콘(Si)과 X원소(X)로 분리되었을 때 분리된 실리콘(Si) 또는 X원소(X)의 표면에너지가 이원소성화합물(SiX) 상태의 표면 에너지보다 더 안정하도록 선택하는 것이 바람직하다.Referring to FIG. 2, in a first step S100, a silicon compound (SiX) 100 containing silicon (Si) and an element X is provided. Here, the X element may be an element such as boron (B), carbon (C), nitrogen (N), phosphorus (P) or germanium (Ge). However, the X element is not limited to a specific element but includes all the elements on the periodic table, and the composition ratio of Si and X elements may be varied. The X element is preferably an element having a lower phase change temperature such as a melting point, a vaporization point, or a sublimation point than silicon (Si). The X element X constituting the two-phase plastic compound (SiX) provided in the first step S100 is a compound wherein the two-element compound (SiX) is separated into silicon (Si) and X element (X) It is preferable that the surface energy of the separated silicon (Si) or the X element (X) is selected to be more stable than the surface energy of the two-component compound (SiX) state.

제1단계(S100)에서 제공되는 이원소성화합물(SiX,100)은 기판 형태로 제공될 수 있고, 박막 형태로 기판에 증착하여 제공될 수도 있다.The two-component plastic compound (SiX, 100) provided in the first step S100 may be provided in the form of a substrate, or may be provided by being deposited on a substrate in the form of a thin film.

제1단계(S100)에서 제공되는 이원소성화합물(SiX,100)은 SiC 등의 실리콘(Si)을 포함하는 절연물질일 수 있다. 절연물질의 이원소성화합물(SiX,100)을 사용할 경우 절연 기판 위에 실리신을 형성하여 전자소자의 재료(채널소재)로 제조할 수 있다.The silicon plastic compound (SiX, 100) provided in the first step S100 may be an insulating material containing silicon (Si) or the like. When a two-component compound (SiX, 100) of an insulating material is used, it can be manufactured as an electronic device material (channel material) by forming a silicate on an insulating substrate.

도 3은 본 이원소성 화합물의 상분리 현상을 이용한 실리신 제조방법의 제2단계(S200)를 나타내는 그림이다.FIG. 3 is a diagram showing a second step (S200) of the silicin manufacturing method using the phase separation phenomenon of the presently-present two-component compound.

도 3을 참조하면, 제2단계(S200)에서는 상기 이원소성 화합물(SiX,100)에 에너지공급수단에 의한 용융에너지(Em)를 공급한다. 상기 제2단계(S200)에서 공급되는 상기 용융에너지는 레이저빔, 전자빔, 열에너지 또는 전기에너지 중 어느 하나 이상일 수 있다.Referring to FIG. 3, in the second step S200, the melting energy (E m ) by the energy supplying means is supplied to the bicomponent compound (SiX, 100). The melting energy supplied in the second step S200 may be any one or more of a laser beam, an electron beam, thermal energy or electric energy.

또한, 제2단계(S200)에서 공급되는 상기 용융에너지는 상기 이원소성화합물(SiX,100)의 일 영역에 공급될 수 있으며, 상기 이원소성화합물(SiX,100) 또는 상기 에너지공급수단의 이동에 따라 상기 용융에너지가 공급되는 영역이 이동할 수 있다. 이렇게 용융에너지가 공급되는 영역을 이동시키면서 실리신을 대면적으로 형성하게 된다.In addition, the melting energy supplied in the second step S200 may be supplied to one region of the two-kind plastic compound (SiX, 100), and the amount of the energy of the two- The region to which the melt energy is supplied can be moved. As a result, the area where the melt energy is supplied is shifted to form a large area of silicate.

도 4는 본 이원소성 화합물의 상분리 현상을 이용한 실리신 제조방법의 제3단계(S300)를 나타내는 그림이다.FIG. 4 is a diagram showing a third step (S300) of the silicin manufacturing method using the phase separation phenomenon of the present double-calcined compound.

도 4를 참조하면, 제3단계(S300)에서는 제2단계(S200)에서 공급된 용융에너지에 의해 이원소성 화합물(SiX)이 용융된다. 용융에너지가 공급되는 영역의 이원소성 화합물(SiX)이 용융됨에 따라 이원소성 화합물(SiX)에는 고체상(Solid Phase)의 이원소성 화합물층(100S)과 액체상(Liquid Phase)의 이원소성 화합물층(100L)이 존재할 수 있다.Referring to FIG. 4, in the third step S300, the bicomponent compound SiX is melted by the melting energy supplied in the second step S200. As the two-component plastic compound (SiX) in the region to which the melt energy is supplied is melted, the two-component plastic compound layer (100L) of the solid phase and the two- Can exist.

도 5는 본 이원소성 화합물의 상분리 현상을 이용한 실리신 제조방법의 제4단계(S400)를 나타내는 그림이다.5 is a view showing a fourth step (S400) of the silicin manufacturing method using the phase separation phenomenon of the present double-calcined compound.

도 5를 참조하면, 제4단계(S400)에서는 용융에너지의 공급이 중단됨에 따라 상기 제3단계(S300)에서 용융된 액체상의 이원소성화합물층(100L)이 응고한다. 액체상의 이원소성화합물(SiX)이 응고하면서 표면에너지가 가장 안정한 상태를 가지려는 성질에 따라 이원소성화합물(SiX)이 실리콘원소(Si)와 X원소(X)로 분리하게 되는 상분리 현상이 일어나고, 분리된 실리콘원소(Si)는 이차원 구조의 실리신을 형성한다. 이러한 결과, 도 5에 도시된 바와 같이 이원소성화합물층(100)의 표면에 실리신층(200)과 X원소층(300)이 분리되어 형성된다. Referring to FIG. 5, in the fourth step (S400), as the supply of the melt energy is stopped, the molten liquid phase bicomponent compound layer (100L) solidifies in the third step (S300). (SiX) is separated into the silicon element (Si) and the X element (X) according to the property that the liquid phase two-component compound (SiX) solidifies and the surface energy has the most stable state, The isolated silicon element (Si) forms a two-dimensional structure of silyl. As a result, as shown in FIG. 5, the silicate layer 200 and the X element layer 300 are separately formed on the surface of the two-component plastic compound layer 100.

X원소의 종류에 따라 실리신층(200)이 X원소층(300)의 위에 형성될 수도 있고, 실리신층(200)이 X원소층(300)의 아래에 형성될 수도 있다. 만일 실리콘(Si) 원소들의 결합에 의한 표면에너지가 X원소(X)들의 결합에 의한 표면에너지보다 더 안정하다면, 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이 실리신층(200)이 X원소층(300)의 위에 형성된다. 하지만, X원소(X)들의 결합에 의한 표면에너지가 실리콘(Si) 원소들의 결합에 의한 표면에너지보다 더 안정하다면 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이 X원소층(300)이 실리신층(200)의 위에 형성된다.The silicate layer 200 may be formed on the X element layer 300 or the silicate layer 200 may be formed on the X element layer 300 depending on the kind of the X element. If the surface energy due to the bonding of the silicon (Si) elements is more stable than the surface energy due to the bonding of the X elements X, the silicate layer 200 is formed on the X element layer 300). However, if the surface energy due to the bonding of the X elements X is more stable than the surface energy due to the bonding of the silicon (Si) elements, the X element layer 300 is formed as a silicate layer 200).

도 6은 이원소성화합물 기판상에 2개의 원소가 박막형태로 상분리 현상이 일어난 결과를 보여주는 단면의 투과전자현미경(TEM) 사진이다. 6 is a transmission electron microscope (TEM) photograph of a cross section showing the result of phase separation of two elements in a thin film form on a bicomponent compound substrate.

도 6을 참조하면, 이원소화합물(XY)로 이루어진 기판의 표면에 용융에너지로 펄스레이저를 조사하여 XY 기판을 용융시킨 후 액체상의 이원소화합물(XY)을 다시 응고시킬 때 상분리 현상이 일어남에 따라 기판의 표면에 X원소의 층(X crystal)과 Y 원소의 층(Y cristal)이 분리되어 형성됨을 확인하였다.Referring to FIG. 6, phase separation occurs when the surface of a substrate made of the elemental compound (XY) is pulsed with a pulse laser to melt the XY substrate and then solidify the elemental compound (XY) It was confirmed that a layer of X element and a layer of Y element were formed separately on the surface of the substrate.

도 7은 본 이원소성 화합물의 상분리 현상을 이용한 실리신 제조방법의 제5단계(S500)를 나타내는 그림이다.FIG. 7 is a view showing a fifth step (S500) of the silicin manufacturing method using the phase separation phenomenon of the present two-kind plastic compound.

도 7을 참조하면, 제5단계(S500)에서는 제4단계(S400)에서 형성된 실리신층(200)과 X원소층(300)의 표면에 에너지공급수단에 의한 제거에너지(Er)를 공급한다. 상기 제5단계(S500)에서 공급되는 상기 제거에너지는 레이저빔, 전자빔, 열에너지 또는 전기에너지 중 어느 하나 이상일 수 있다.Referring to FIG. 7, in the fifth step S500, the removal energy E r by the energy supply means is supplied to the surfaces of the silicate layer 200 and the X element layer 300 formed in the fourth step S400 . The removal energy supplied in the fifth step S500 may be any one or more of a laser beam, an electron beam, thermal energy, or electric energy.

또한, 제5단계(S500)에서 공급되는 상기 제거에너지는 상기 이원소성화합물(SiX,100)상에 형성된 실리신층(200)과 X원소층(300)의 표면의 일 영역에 공급될 수 있으며, 상기 이원소성화합물(SiX,100) 또는 상기 에너지공급수단의 이동에 따라 상기 제거에너지가 공급되는 영역이 이동할 수 있다. 이렇게 제거에너지가 공급되는 영역을 이동시키면서 실리신을 대면적으로 형성하게 된다. The removal energy supplied in the fifth step S500 may be supplied to one region of the surface of the silicate layer 200 and the X-element layer 300 formed on the second plastic compound (SiX) 100, The region to which the removal energy is supplied may move according to the movement of the silicon compound (SiX, 100) or the energy supply means. As a result, the area where the removal energy is supplied is shifted to form a large area of silica.

도 7의 (a)는 실리신층(200)이 X원소층(300)의 위에 형성된 경우에 제거에너지를 공급하는 상태를 보여주는 그림이고, 도 5의 (b)는 실리신층(200)이 X원소층(300)의 아래에 형성된 경우에 제거에너지를 공급하는 상태를 보여주는 그림이다.7 (a) is a view showing a state in which the elimination energy is supplied when the silicate layer 200 is formed on the X-element layer 300, and FIG. 5 (b) Layer 300 is provided with the removal energy.

도 8은 본 이원소성 화합물의 상분리 현상을 이용한 실리신 제조방법의 제6단계(S600)를 나타내는 그림이다.FIG. 8 is a diagram showing a sixth step (S600) of the silicin manufacturing method using the phase separation phenomenon of the present double-calcined compound.

도 8을 참조하면, 제6단계(S600)에서는 제거에너지의 공급에 따라 상기 이원소성화합물(SiX,100)상에 형성된 X원소층(300)이 제거된다. 상기 제6단계에서 제거되는 X원소(X)는 용융, 증발 또는 승화 중 어느 하나 이상에 의해 제거될 수 있다. Referring to FIG. 8, in the sixth step S600, the X-element layer 300 formed on the silicon compound (SiX) 100 is removed in accordance with the supply of the removed energy. The X element X removed in the sixth step may be removed by at least one of melting, evaporation, and sublimation.

도 7의 (b)와 같이 실리신층(200)이 X원소층(300)의 아래에 형성된 경우 뿐만 아니라, 7의 (a)와 같이 실리신층(200)이 X원소층(300)의 위에 형성된 경우에도 X원소의 용융점, 기화점 또는 승화점 등의 상변화 온도가 실리콘(Si)의 상변화온도보다 낮은 경우 실리신층(200)의 아래에 형성된 X원소층(300)만을 제거하는 것이 가능하다.The silicate layer 200 is formed on the X-element layer 300 as shown in FIG. 7 (b), as well as the case where the silicate layer 200 is formed under the X-element layer 300, It is possible to remove only the X element layer 300 formed under the silicide layer 200 when the phase change temperature such as the melting point, the vaporization point, or the sublimation point of the X element is lower than the phase change temperature of silicon (Si) .

도 9는 본 이원소성 화합물의 상분리 현상을 이용한 실리신 제조방법에 따라 이원소성화합물 표면에 형성된 실리신을 나타내는 그림이다.9 is a diagram showing the silicide formed on the surface of the binary plastic compound according to the silicin manufacturing method using the phase separation phenomenon of the present double-calcined compound.

도 9를 참조하면, 제거에너지의 공급에 따라 X원소층(300)이 제거되어 이원소성화합물(SiX,100)상에 실리신층(200)이 형성된다.Referring to FIG. 9, the X element layer 300 is removed according to the supply of the elimination energy, and the silicate layer 200 is formed on the silicon compound (SiX) 100.

도 9와 같이 이원소성화합물(SiX,100)상에 형성된 실리신층(200)은 반도체 소자 등의 전자소자의 재료로 사용될 수 있다.As shown in FIG. 9, the silicide layer 200 formed on the double-sided compound (SiX, 100) can be used as a material for electronic devices such as semiconductor devices.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.It will be understood by those skilled in the art that the foregoing description of the present invention is for illustrative purposes only and that those of ordinary skill in the art can readily understand that various changes and modifications may be made without departing from the spirit or essential characteristics of the present invention. will be. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. For example, each component described as a single entity may be distributed and implemented, and components described as being distributed may also be implemented in a combined form.

본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is defined by the appended claims, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included within the scope of the present invention.

S100: 제1단계
S200: 제2단계
S300: 제3단계
S400: 제4단계
S500: 제5단계
S600: 제6단계
100: 이원소성화합물(SiX)
200: 실리신층
300: X원소층S100: Step 1
S200: Step 2
S300: Step 3
S400: Step 4
S500: Step 5
S600: Step 6
100: binary plastic compound (SiX)
200: Silicone layer
300: X element layer

Claims (8)

실리신 제조방법으로,
실리콘(Si)과 X원소를 포함하는 이원소성화합물(SiX)을 제공하는 제1단계;
상기 이원소성 화합물(SiX)에 에너지공급수단에 의한 용융에너지를 공급하는 제2단계;
상기 용융에너지에 의해 상기 이원소성 화합물(SiX)이 용융되는 제3단계;
상기 용융된 이원소성 화합물(SiX)이 실리콘(Si)과 X원소(X)로 분리되는 제4단계;
상기 분리된 실리콘(Si)과 X원소(X)에 에너지공급수단에 의한 제거에너지를 공급하는 제5단계; 및
상기 제거에너지에 의해 상기 용융된 X원소(X)가 제거되는 제6단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 이원소성 화합물의 상분리 현상을 이용한 실리신 제조방법.
As a silylation method,
A first step of providing a bicomponent compound (SiX) containing silicon (Si) and X element;
A second step of supplying melt energy to the two-component plastic compound (SiX) by energy supplying means;
A third step of melting the bicomponent compound (SiX) by the melting energy;
A fourth step in which the molten two-component compound (SiX) is separated into silicon (Si) and X element (X);
A fifth step of supplying removed energy to the separated silicon (Si) and the X element (X) by energy supplying means; And
A sixth step of removing the molten X element X by the removal energy;
Wherein the method comprises the steps of:
제 1항에 있어서,
상기 제1단계에서 제공되는 상기 이원소성화합물(SiX)를 구성하는 X 원소는 원소주기율표에 있는 모든 원소들 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 이원소성 화합물의 상분리 현상을 이용한 실리신 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the X element constituting the two-phase plastic compound (SiX) provided in the first step is one of all the elements in the periodic table of the elements.
제 2항에 있어서,
상기 제1단계에서 제공되는 상기 이원소성화합물(SiX)를 구성하는 X 원소는 실리콘(Si) 보다 용융점, 기화점 또는 승화점의 온도가 낮은 원소인 것을 특징으로 하는 이원소성 화합물의 상분리 현상을 이용한 실리신 제조방법.
3. The method of claim 2,
The X element constituting the two-component plastic compound (SiX) provided in the first step is an element having a melting point, a vaporization point, or a lower temperature of the sublimation point than that of silicon (Si) Silicin production method.
제 2항에 있어서,
상기 제1단계에서 제공되는 상기 이원소성화합물(SiX)을 구성하는 X 원소(X)는, 상기 이원소성화합물(SiX)이 실리콘(Si)과 X원소(X)로 분리되었을 때 분리된 실리콘(Si) 또는 X원소(X)의 표면에너지가 이원소성화합물(SiX) 상태의 표면 에너지보다 더 안정하도록 선택된 것을 특징으로 하는 이원소성 화합물의 상분리 현상을 이용한 실리신 제조방법.
3. The method of claim 2,
The X element (X) constituting the two-component plastic compound (SiX) provided in the first step may be a silicon element (X) when the two-element compound (SiX) Si) or the X element (X) is selected to be more stable than the surface energy of the binary plastic compound (SiX) state.
제 1항에 있어서,
상기 제2단계에서 공급되는 상기 용융에너지는 레이저빔, 전자빔, 열에너지 또는 전기에너지 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 이원소성 화합물의 상분리 현상을 이용한 실리신 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the melting energy supplied in the second step is at least one of a laser beam, an electron beam, thermal energy, and electric energy.
제 1항에 있어서,
상기 제6단계에서 제거되는 X원소(X)는 용융, 증발 또는 승화 중 어느 하나 이상에 의해 제거되는 것을 특징으로 하는 이원소성 화합물의 상분리 현상을 이용한 실리신 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the X element (X) removed in the sixth step is removed by at least one of melting, evaporation, and sublimation.
제 1항에 있어서,
상기 제5단계에서 공급되는 상기 제거에너지는 레이저빔, 전자빔, 열에너지 또는 전기에너지 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 이원소성 화합물의 상분리 현상을 이용한 실리신 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the removal energy supplied in the fifth step is at least one of a laser beam, an electron beam, thermal energy or electric energy.
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