KR101689471B1 - 금속 칼코겐 화합물 박막 및 그 제조 방법 - Google Patents
금속 칼코겐 화합물 박막 및 그 제조 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR101689471B1 KR101689471B1 KR1020150084199A KR20150084199A KR101689471B1 KR 101689471 B1 KR101689471 B1 KR 101689471B1 KR 1020150084199 A KR1020150084199 A KR 1020150084199A KR 20150084199 A KR20150084199 A KR 20150084199A KR 101689471 B1 KR101689471 B1 KR 101689471B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- metal
- thin film
- chalcogenide compound
- compound thin
- chalcogenide
- Prior art date
Links
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 196
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 195
- 239000010409 thin film Substances 0.000 title claims abstract description 190
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 49
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 43
- -1 chalcogenide compound Chemical class 0.000 claims abstract description 150
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 44
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims abstract description 28
- 229910052798 chalcogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 150000001787 chalcogens Chemical class 0.000 claims abstract description 13
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 12
- 150000001786 chalcogen compounds Chemical class 0.000 claims description 24
- 238000000231 atomic layer deposition Methods 0.000 claims description 23
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 claims description 21
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 12
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 8
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 6
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 26
- 239000010408 film Substances 0.000 description 15
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 6
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 6
- 238000005224 laser annealing Methods 0.000 description 5
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 5
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 5
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 5
- 150000004770 chalcogenides Chemical class 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N EDTA Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 3
- ITRNXVSDJBHYNJ-UHFFFAOYSA-N tungsten disulfide Chemical compound S=[W]=S ITRNXVSDJBHYNJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 2
- CWQXQMHSOZUFJS-UHFFFAOYSA-N molybdenum disulfide Chemical compound S=[Mo]=S CWQXQMHSOZUFJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052982 molybdenum disulfide Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- ALRFTTOJSPMYSY-UHFFFAOYSA-N tin disulfide Chemical compound S=[Sn]=S ALRFTTOJSPMYSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- TUTLDIXHQPSHHQ-UHFFFAOYSA-N tin(iv) sulfide Chemical compound [S-2].[S-2].[Sn+4] TUTLDIXHQPSHHQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229940126062 Compound A Drugs 0.000 description 1
- NLDMNSXOCDLTTB-UHFFFAOYSA-N Heterophylliin A Natural products O1C2COC(=O)C3=CC(O)=C(O)C(O)=C3C3=C(O)C(O)=C(O)C=C3C(=O)OC2C(OC(=O)C=2C=C(O)C(O)=C(O)C=2)C(O)C1OC(=O)C1=CC(O)=C(O)C(O)=C1 NLDMNSXOCDLTTB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000012776 electronic material Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
- 238000009281 ultraviolet germicidal irradiation Methods 0.000 description 1
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/0216—Coatings
- H01L31/02161—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
- H01L31/02167—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
- H01L31/02168—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells the coatings being antireflective or having enhancing optical properties for the solar cells
-
- 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
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/28—Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268
- H01L21/28008—Making conductor-insulator-semiconductor electrodes
- H01L21/28017—Making conductor-insulator-semiconductor electrodes the insulator being formed after the semiconductor body, the semiconductor being silicon
- H01L21/28158—Making the insulator
- H01L21/28167—Making the insulator on single crystalline silicon, e.g. using a liquid, i.e. chemical oxidation
- H01L21/28194—Making the insulator on single crystalline silicon, e.g. using a liquid, i.e. chemical oxidation by deposition, e.g. evaporation, ALD, CVD, sputtering, laser deposition
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/0236—Special surface textures
- H01L31/02366—Special surface textures of the substrate or of a layer on the substrate, e.g. textured ITO/glass substrate or superstrate, textured polymer layer on glass substrate
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/0248—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies
- H01L31/036—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their crystalline structure or particular orientation of the crystalline planes
- H01L31/0392—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their crystalline structure or particular orientation of the crystalline planes including thin films deposited on metallic or insulating substrates ; characterised by specific substrate materials or substrate features or by the presence of intermediate layers, e.g. barrier layers, on the substrate
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Semiconductor Memories (AREA)
Abstract
금속 원소 및 칼코겐 원소를 포함하는 소스 용액을 기판 상에 제공하는 단계, 상기 기판 상의 소스 용액을 건조하여 제1 금속/칼로겐 화합물 박막을 형성하는 단계, 상기 제1 금속/칼코겐 화합물 박막의 적어도 일부를 선택적 어닐링하여, 결정화된 제1 부분을 포함하는 제2 금속/칼코겐 화합물 박막을 형성하는 단계, 및 상기 제2 금속/칼코겐 화합물 박막 상에 원자층 증착법(ALD, Atomic Layer Deposition)을 수행하여 제3 금속/칼코겐 화합물 박막을 형성하는 단계를 포함한다.
Description
본 발명은 금속 칼코겐 화합물 박막 및 그 제조 방법과 관련된 것으로, 보다 상세하게는, 기판 상에 제공된 금속 칼코겐 화합물 용액을 건조시켜 형성된 금속 칼코겐 화합물 박막에 선택적으로 레이저를 조사하거나, 자외선과 열을 동시에 공급하여, 저온에서 금속 칼코겐 화합물 박막이 제조되고, 박막의 결정성이 향상되는 금속 칼코겐 화합물 박막 및 그 제조 방법에 관련된 것이다.
플랙서블 디스플레이, 웨어러블 컴퓨터 등 유연하고 투명한 차세대 전자 제품에 대한 관심이 증가함에 따라, 투명하고, 유연한 특성을 갖는 새로운 전자 소재에 대한 연구가 진행되고 있다. 또한, 유연 소자 기판 선택의 폭을 넓히기 위해 유연 소자의 저온 공정에 대한 연구가 진행되고 있다.
특히, 박막의 정확한 두께 및 조성 제어가 용이하고, 공정 전체 반응 사이클 시간을 줄이며, 열화에 의한 박막 표면 특성 저하를 배제하는 고품질 유연소자 박막의 제조 방법에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
예를 들어, 특허 공개 공보 JPWO11052616 (출원인: Kyocera corporation, 출원번호 JP2011538447A)에는 칼코겐 농도 및 온도를 조절하여 칼코겐 화합물 반도체층의 결정화를 촉진하고, 광전 효율이 높은 칼코겐 화합물 반도체층을 형성하는 것으로, 칼코겐 화합물 반도체층의 결정화를 촉진하는 최적의 칼코겐 농도와 온도 조건을 이용함으로써, 공정 전체 반응 사이클 시간을 줄여 보다 효과적으로 박막을 제조할 수 있는 기술이 개시되어 있다.
농도 및 온도 조절에 의한 박막 형성에 관한 연구들이 진행 중이며, 유연 기판에 적용 가능가능하고, 저온에서 높은 결정성을 갖는 박막을 간소한 공정으로 제조하기 위한 연구 개발이 필요한 실정이다.
본 발명이 해결하고자 하는 일 기술적 과제는, 저온 공정이 가능한 금속/칼코겐 화합물을 박막, 및 그 제조 방법을 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 일 기술적 과제는, 결정성이 향상된 금속/칼코겐 화합물을 박막, 및 그 제조 방법을 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 제조 공정이 간소화된 금속/칼코겐 화합물을 박막, 및 그 제조 방법을 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 제조 비용이 감소된 금속/칼코겐 화합물을 박막, 및 그 제조 방법을 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 박막의 두께 조절이 용이한 금속/칼코겐 화합물을 박막, 및 그 제조 방법을 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상술된 것에 제한되지 않는다.
상술된 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 금속/칼코겐 화합물 박막의 제조 방법을 제공한다.
일 실시 예에 따르면, 상기 금속/칼코겐 화합물 박막의 제조 방법은, 금속 원소 및 칼코겐 원소를 포함하는 소스 용액을 기판 상에 제공하는 단계, 상기 기판 상의 소스 용액을 건조하여 제1 금속/칼로겐 화합물 박막을 형성하는 단계, 상기 제1 금속/칼코겐 화합물 박막의 적어도 일부를 선택적 어닐링하여, 결정화된 제1 부분을 포함하는 제2 금속/칼코겐 화합물 박막을 형성하는 단계, 및 상기 제2 금속/칼코겐 화합물 박막 상에 원자층 증착법(ALD, Atomic Layer Deposition)을 수행하여 제3 금속/칼코겐 화합물 박막을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 금속/칼코겐 화합물 박막의 제조 방법은, 상기 소스 용액이 상기 기판 상에 제공되기 전, 상기 기판 상에 개구부를 갖는 희생막이 형성되는 단계를 더 포함하고, 상기 소스 용액이, 상기 희생막이 형성된 상기 기판 상에 제공되어, 상기 개구부 내에 상기 소스 용액이 제공될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 금속/칼코겐 화합물 박막의 제조 방법은, 상기 개구부 내의 상기 소스 용액을 건조하여 상기 제1 금속/칼코겐 화합물 박막이 형성된 후, 상기 희생막을 제거하여, 상기 개구부에 대응하는 제1 금속/칼코겐 화합물 패턴을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제2 금속/칼코겐 화합물 박막을 형성하는 단계는, 상기 제1 금속/칼코겐 화합물 패턴을 어닐링하여 제2 금속/칼코겐 화합물 패턴을 형성하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제2 금속/칼코겐 화합물 박막은, 비정질 상태의 제2 부분을 더 포함하고, 상기 금속/칼코겐 화합물 박막의 제조 방법은, 상기 제2 금속/칼코겐 화합물 박막의 상기 제2 부분을 선택적으로 제거하여, 상기 제1 부분 상의 상기 제3 금속/칼코겐 화합물 박막의 일부분을 잔존시키고, 상기 제2 부분 상의 제3 금속/칼코겐 화합물 박막의 일부분을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 선택적 어닐링은, 상기 제1 금속/칼코겐 화합물 박막의 적어도 일부에 레이저를 조사하는 것 또는 자외선과 열을 동시에 공급하는 것 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제3 금속/칼코겐 화합물 박막을 형성하는 단계는, 상기 제2 금속/칼코겐 화합물 박막 상에 상기 원자층 증착법(ALD, Atomic Layer Deposition)을 반복적으로 수행하여, 상기 제3 금속/칼코겐 화합물 박막의 두께가 조절되는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제2 금속/칼코겐 화합물 박막의 상기 결정화된 제1 부분의 두께는, 상기 비정질 상태의 제2 부분의 두께보다 얇을 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제2 금속/칼코겐 화합물 박막과 상기 제3 금속/칼코겐 화합물 박막의 구성성분 및/또는 조성이 동일한 것을 포함할 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 금속/칼코겐 화합물 박막을 제공한다.
일 실시 예에 따르면, 상기 금속/칼코겐 화합물 박막은, 기판 상에 결정화된 금속/칼코겐 화합물을 포함하는 제1 박막, 및 상기 제1 박막 상에 배치되고, 상기 금속/칼코겐 화합물의 구성성분 및/또는 조성이 동일하고, 상기 제1 박막과 다른 공정으로 형성된 제2 박막을 포함하되, 상기 제1 박막의 두께가 상기 제2 박막의 두께보다 얇은 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 박막은, 비정질 상태의 상기 금속/칼코겐 화합물을 더 포함하고, 상기 금속/칼코겐 화합물의 결정화된 부분이 상기 비정질 상태인 부분보다 두께가 얇은 것을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 기판 상에 제공된 금속 칼코겐 화합물 용액을 건조시켜 형성된 금속 칼코겐 화합물 박막에 선택적으로 레이저를 조사하거나, 자외선과 열을 동시에 공급함으로써, 저온에서 금속 칼코겐 화합물 박막이 제조되고, 박막의 결정성이 향상될 수 있다. 다시 말하면, 박막의 결정화가 필요한 부분에 대해서만 선택적으로 짧은 시간 동안 레이저를 조사하거나, 자외선과 열을 동시에 공급하여 저온 공정이 가능하므로, 플렉서블 디스플레이 제조 시의 저온 플라스틱 기판의 봉지 기술, 디스플레이의 버퍼층(buffer layer), 백플레인 소자의 절연막과 보호막, 층간 절연막 등의 다양한 layer 제조에 적용이 가능하다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 금속/칼코겐 화합물 박막의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 금속/칼코겐 화합물 박막의 제조 방법을 설명하기 위한 공정 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 희생막 적용에 의한 금속/칼코겐 화합물 박막의 제조방법을 설명하기 위한 공정 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 희생막 적용 시, 원자층 증착법에 의한 금속/칼코겐 화합물 박막의 제조방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5a는 본 발명의 실시 예에 따라 제조된 금속/칼코겐 화합물 박막 상에 소자를 제작하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5b는 본 발명의 실시 예에 따라 금속/칼코겐 화합물이 적용된 소자 내의 금속/칼코겐 화합물의 결정화 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6a는 본 발명의 실시 예에 따라 마스크에 의한 선택적 레이저 어닐링을 설명하기 위한 도면이다.
도 6b는 본 발명의 실시 예에 따라 마스크 및 focus lens 사용에 의한 선택적 레이저 어닐링을 설명하기 위한 도면이다.
도 6c는 본 발명의 실시 예에 따라 line scanning에 의한 선택적 레이저 어닐링을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 금속/칼코겐 화합물 박막의 제조 방법을 설명하기 위한 공정 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 희생막 적용에 의한 금속/칼코겐 화합물 박막의 제조방법을 설명하기 위한 공정 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 희생막 적용 시, 원자층 증착법에 의한 금속/칼코겐 화합물 박막의 제조방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5a는 본 발명의 실시 예에 따라 제조된 금속/칼코겐 화합물 박막 상에 소자를 제작하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5b는 본 발명의 실시 예에 따라 금속/칼코겐 화합물이 적용된 소자 내의 금속/칼코겐 화합물의 결정화 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6a는 본 발명의 실시 예에 따라 마스크에 의한 선택적 레이저 어닐링을 설명하기 위한 도면이다.
도 6b는 본 발명의 실시 예에 따라 마스크 및 focus lens 사용에 의한 선택적 레이저 어닐링을 설명하기 위한 도면이다.
도 6c는 본 발명의 실시 예에 따라 line scanning에 의한 선택적 레이저 어닐링을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명할 것이다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
또한, 본 명세서의 다양한 실시 예 들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서, 어느 한 실시 예에 제 1 구성요소로 언급된 것이 다른 실시 예에서는 제 2 구성요소로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함한다. 또한, 본 명세서에서 '및/또는'은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용되었다.
명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다.
또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 금속/칼코겐 화합물 박막의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 금속/칼코겐 화합물 박막의 제조 방법을 설명하기 위한 공정 단면도들이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 기판(100) 상에 금속 원소 및 칼코겐 원소를 포함하는 소스 용액(200)이 제공될 수 있다(S100). 예를 들어, 상기 기판(100)은, 실리콘 반도체 기판, 화합물 반도체 기판, 금속 기판, 유리 기판, 또는 플리스틱 기판 중 어느 하나일 수 있다.
상기 기판(100) 상에 제공된 상기 소스 용액(200)은, 건조 공정에 의해 용매가 제거되고, 제1 금속/칼코겐 화합물 박막(220)으로 형성될 수 있다(S200). 예를 들어, 상기 건조 공정은, 가열, 열풍순환, 및 저온건조 중 어느 하나일 수 있다.
상기 소스 용액(200)은, 상기 제1 금속/칼코겐 화합물 박막(220)을 형성할 수 있는 상기 금속 원소 및 칼코겐 원소를 포함하는 용액으로, 단일 화학 용액이거나, 다중 화학 용액일 수 있다. 예를 들어, 상기 소스 용액(200)으로 사용되는 상기 단일 화학 용액은, (NH4)2MoS4, (NH4)2WS4, 및 (NH4)2SnS4이고, 상기 건조 공정에 의해 용매가 제거되어, 각각 이황화 몰리브덴(MoS2), 이황화 텅스텐(WS2), 및 이황화 주석(SnS2)으로 형성된 상기 제1 금속/칼코겐 화합물 박막(220)으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 소스 용액(200)으로 사용되는 상기 다중 화학 용액은, MoCl2 + EDTA + Na2S2O3, WCl2 + EDTA + Na2S2O3, 및 SnCl2 + EDTA + Na2S2O3로 형성된 혼합물이고, 상기 건조 공정에 의해 용매가 제거되어, 각각 이황화 몰리브덴(MoS2), 이황화 텅스텐(WS2), 및 이황화 주석(SnS2)으로 형성된 상기 제1 금속/칼코겐 화합물 박막(220)으로 형성될 수 있다.
상기 제1 금속/칼코겐 화합물 박막(220)의 적어도 일부를 선택적 어닐링하여, 결정화된 제1 부분(250a)을 포함하는 제2 금속/칼코겐 화합물 박막(250)이 형성될 수 있다(S300). 상기 제1 부분(250a)은 상기 선택적 어닐링에 의해, 결정화된 상기 제1 금속/칼코겐 화합물 박막(220)의 일부분일 수 있다.
상기 선택적 어닐링을 통하여, 상기 제1 금속/칼코겐 화합물 박막(220)의 결정화시키고자 하는 부분의 결정화도(Crystallinity)가 향상될 수 있다. 상기 선택적 어닐링은, 상기 제1 금속/칼코겐 화합물 박막(220)의 적어도 일부에 레이저를 조사하는 것 또는 자외선과 열을 동시에 공급하는 것 중 적어도 어느 하나일 수 있다.
상기 제1 금속/칼코겐 화합물 박막(220)의 적어도 일부에 레이저를 조사하는 선택적 레이저 어닐링의 경우, 결정화시키고자 하는 부분을 선택적으로 어닐링 하기 때문에, 어닐링 공정이 불필요한 부분에 레이저가 조사되어 막 특성이 변형되는 것이 방지될 수 있다. 또한, 상기 제1 금속/칼코겐 화합물 박막(220)에 짧은 시간 동안 레이저를 조사하여, 고온에 취약한 유연소재(플라스틱) 기판의 변형을 야기하지 않고, 짧은 시간 내에 막의 결정성이 향상될 수 있다. 예를 들어, 상기 레이저의 파장은 157~400nm일 수 있고, 상기 기판(100)의 종류 및 상기 제1 금속/칼코겐 박막(220)의 두께에 따라 상기 기판(100)에 열적 손상을 입히지 않는 시간 내에서 상기 레이저 어닐링 시간이 조절될 수 있다.
또한, 상기 제1 금속/칼코겐 화합물 박막(220)의 적어도 일부에 선택적으로 자외선과 열을 동시에 제공하여 상기 제1 금속/칼코겐 화합물 박막(220)을 어닐링하는 경우, 자외선 조사가 생략된 열적 어닐링보다 어닐링 온도가 상대적으로 낮아, 고온에 취약한 유연소재(플라스틱) 기판 상에서도 상기 제1 금속/칼코겐 화합물 박막(220)의 선택적 어닐링이 수행될 수 있다. 상기 자외선과 열을 동시에 제공하여 어닐링하는 경우에도 상기 선택적 레이저 어닐링과 마찬가지로, 상기 기판(100)의 종류 및 상기 제1 금속/칼코겐 박막(220)의 두께에 따라 상기 기판(100)에 열적 손상을 입히지 않는 시간 내에서 상기 어닐링 시간 및 온도가 자유롭게 조절될 수 있다.
상기 제2 금속/칼코겐 화합물 박막(250)은, 상기 선택적 어닐링에 의해 결정화된 상기 제1 부분(250a) 외에 비정질 상태의 제2 부분(250b)을 더 포함할 수 있다. 상기 제2 부분(250b)은 상기 선택적 어닐링에 의해 결정화되지 않은 상기 제1 금속/칼코겐 화합물 박막(250)의 일부분일 수 있다.
상기 제2 금속/칼코겐 화합물 박막(250)의 상기 제1 부분(250a)은, 상기 제1 금속/칼코겐 화합물 박막(220)이 상기 선택적 어닐링에 의해 결정화되면서 shrink될 수 있다. 따라서, 상기 제2 금속/칼코겐 화합물 박막(250)의 결정화된 상기 제1 부분(250a)의 두께는, 상기 제2 금속/칼코겐 화합물 박막(250)의 비정질 상태인 상기 제2 부분(250b)의 두께보다 얇을 수 있다.
상기 제2 금속/칼코겐 화합물 박막(250) 상에 원자층 증착법(ALD, Atomic Layer Deposition)을 수행하여 제3 금속/칼코겐 화합물 박막(280)이 형성될 수 있다(S400). 일 실시 예에 따르면, 상기 원자층 증착법에 의해 형성된 상기 제3 금속/칼코겐 화합물 박막(280)의 두께는, 용액코팅법에 의해 형성된 상기 제2 금속/칼코겐 화합물 박막(250)의 두께보다 얇을 수 있다. 또한, 상기 제2 금속/칼코겐 화합물 박막(220) 상에 상기 원자층 증착법(ALD, Atomic Layer Deposition)을 반복적으로 수행하여, 상기 제3 금속/칼코겐 화합물 박막(280)의 두께가 조절될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제2 금속/칼코겐 화합물 박막(250) 및 상기 제3 금속/칼코겐 화합물 박막(280)의 구성성분은 동일할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 금속/칼코겐 화합물 박막(250)과 상기 제3 금속/칼코겐 화합물 박막(280)의 구성성분은, 이황화 주석(SnS2)일 수 있다.
또는, 상술된 바와 달리, 다른 실시 예에 따르면, 상기 원자층 증착법에 의해 상기 제3 금속/칼코겐 화합물 박막(280) 형성 시, 상기 제2 금속/칼코겐 화합물 박막(220)의 구성성분과 상이한 금속 원소 및 칼코겐 원소를 포함하는 소스가 이용될 수 있다. 이에 따라, 상기 제2 금속/칼코겐 화합물 박막(220)과 상기 제3 금속/칼코겐 화합물 박막(280)의 구성성분이 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 금속/칼코겐 화합물 박막(250)의 구성성분은 이황화 주석(SnS2)이고, 상기 제3 금속/칼코겐 화합물 박막(280)의 구성성분은 이황화 텅스텐(WS2)일 수 있다.
상기 제2 금속/칼코겐 화합물 박막(220)의 비정질 상태인 상기 제2 부분(250b)을 선택적으로 제거하여, 결정화된 상기 제1 부분(250a) 상의 상기 제3 금속/칼코겐 화합물 박막(280)의 일부분을 잔존시키고, 비정질 상태인 상기 제2 부분(250b) 상의 제3 금속/칼코겐 화합물 박막(280)의 일부분이 제거될 수 있다. 상기 비정질 상태인 상기 제2 부분(250b)은, 결정화된 상기 제1 부분(250a)보다, 결정화도 및 밀도가 낮아, 식각 공정(Etching)에 의해 용이하게 제거될 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따라 제조된 상기 금속/칼코겐 화합물 박막을 이용하여 소자를 제작하는 경우, 상기 제1 부분(250a)이 상기 소자 제작에 적합한 패턴을 갖도록 선택적 어닐링 공정이 수행되고, 이후, 상기 제2 부분(250b)이 선택적으로 제거되어, 상기 소자 제작에 적합한 상기 금속/칼코겐 화합물 박막이 제공될 수 있다.
상술된 본 발명의 실시 예와 달리, 기존의 화학적 기상 증착 공정(CVD, Chemical Vapor Deposition)으로 금속/칼코겐 화합물 박막을 제조하는 경우, 박막의 조성 및 두께 조절이 용이하지 않고, 높은 결정성을 갖는 고품질의 금속/칼코겐 화합물 박막을 제조하기 위해 높은 온도가 요구되어, 유연소재(플라스틱) 기판의 사용에 한계가 존재한다. 또한, 금속/칼코겐 화합물 박막이 제조된 후, 박막의 결정화도를 향상시키기 위해 후속 공정으로 UV조사 및 열처리를 수행하는 경우, 공정 단계가 증가하여, 공정의 복잡성 및 비용이 증가된다.
하지만, 상술된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따르면, 박막의 결정화가 필요한 부분에 대해서만 짧은 시간 동안 레이저를 조사하거나, 자외선과 열을 동시에 공급하여 저온 공정이 가능하고, 원자층 증착법(ALD, Atomic Layer Deposition)을 적용하여 박막의 조성 및 두께 조절이 용이할 수 있다. 또한, 후속공정이 필요 없어 제조공정이 간소화되어, 제조 비용이 감소된 박막의 제조 방법이 제공될 수 있다.
상술된 본 발명의 제1 실시 예와 달리, 본 발명의 제2 실시 예에 따르면, 희생막을 이용하여 금속/칼코겐 화합물 박막이 제조될 수 있다. 이하, 도 3을 참조하여, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 금속/칼코겐 화합물 박막의 제조 방법이 설명된다.
도 3은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 금속/칼코겐 화합물 박막의 제조 방법을 설명하기 위한 공정 단면도들이다.
도 3을 참조하면, 상기 기판(100) 상에 상기 소스 용액(200)이 제공되기 전, 상기 기판(100) 상에 개구부(320)를 갖는 희생막(300)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 희생막(300)의 물질은, 실리콘, 실리콘 산화물, 실리콘 질화물 중 어느 하나일 수 있다. 상기 희생막(300)의 개구부(320)는, 상기 기판(100)의 상부면을 노출할 수 있다.
상기 소스 용액(200)이, 상기 희생막(300)이 형성된 상기 기판(100) 상에 제공되어, 상기 개구부(320) 내에 상기 소스 용액(200)이 제공될 수 있다. 다시 말하면, 상기 소스 용액(200)이 상기 개구부(320)를 채우고, 상기 희생막(300)의 노출되었던 상부면을 덮을 수 있다.
상기 기판(100) 상에 제공된 상기 소스 용액(200)은, 도 2를 참조하여 설명된 것과 같이, 건조 공정에 의해 용매가 제거되고, 제1 금속/칼코겐 화합물 박막(220)으로 형성될 수 있다.
상기 개구부(320) 내의 상기 소스 용액(200)이 건조되어 상기 제1 금속/칼코겐 화합물 박막(220)이 형성된 후, 상기 희생막(300)이 제거되어, 상기 개구부(320)에 대응하는 제1 금속/칼코겐 화합물 패턴(225)을 형성될 수 있다. 다시 말하면, 상기 개구부(320) 외의 상기 제1 금속/칼코겐 화합물 박막(220)의 일부분은 상기 희생막(300)과 함께 제거되고, 상기 개구부(320) 내의 상기 제1 금속/칼코겐 화합물 박막(220)의 일부분은 잔존되어, 상기 제1 금속/칼코겐 화합물 패턴(225)이 형성될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 희생막(320)은, 습식 식각 공정(Wet etching)으로 제거될 수 있다.
상기 제1 금속/칼코겐 화합물 패턴(225)의 전면을 어닐링하여, 제2 금속/칼코겐 화합물 패턴(228)이 형성될 수 있다(S300). 상기 어닐링은, 상기 제1 금속/칼코겐 화합물 패턴(225) 전면에, 도 1 및 도 2를 참조하여 설명된 것과 같이, 레이저를 조사하는 것 또는 자외선과 열을 동시에 공급하는 것 중 적어도 어느 하나일 수 있다.
상술된 바와 같이, 소자 제작에 적합한 패턴에 대응하는 개구부(320)를 갖는 희생막(300)을 사용하여, 상기 소자 제작에 적합한 패턴을 갖는 상기 제1 금속/칼코겐 화합물 패턴(225)이 제조될 수 있다. 상기 소자 제작에 필요하지 않은 부분은, 상기 희생막(300) 제거 시, 상기 희생막(300)과 함께 제거되기 때문에, 상기 소자 제작에 필요한 부분인 상기 제1 금속/칼코겐 화합물 패턴(225)에 대해서만 상기 어닐링 공정이 진행될 수 있다. 이에 따라, 상기 소자 제작에 필요하지 않은 부분을 제거하는 상기 식각 공정(Etching)이 생략 가능하므로, 제조공정이 간소화되어, 제조 비용이 감소된 박막의 제조 방법이 제공될 수 있다.
상술된 본 발명의 제2 실시 예와 달리, 본 발명의 제2 실시 예의 변형 예에 따르면, 상기 희생막(300) 상에 형성된 상기 제1 금속/칼코겐 화합물 박막(220) 상에 원자층 증착법(ALD, Atomic Layer Deposition)을 수행하여 제3 금속/칼코겐 화합물 박막이 형성될 수 있다. 이하, 도 4를 참조하여 본 발명의 제2 실시 예의 변형 예에 따른 금속/칼코겐 화합물 박막의 제조 방법이 설명된다.
도 4는 본 발명의 제2 실시 예의 변형 예에 따른 금속/칼코겐 화합물 박막의 제조 방법을 설명하기 위한 공정 단면도들이다.
도 4를 참조하면, 도 3을 참조하여 설명된 것과 같이, 상기 소스 용액(200)은, 상기 소자 제작에 적합한 패턴에 대응하는 개구부(320)가 형성된 상기 희생막(300)이 배치된 상기 기판(100) 상에 제공될 수 있다. 상기 희생막(300)이 형성된 상기 기판(100) 상에 제공된 상기 소스 용액(200)은, 상기 건조 공정을 통해 상기 제1 금속/칼코겐 화합물 박막(220)으로 형성될 수 있다. 상술된 본 발명의 제2 실시 예에서, 상기 제1 금속/칼코겐 화합물 박막(220)이 형성된 후, 상기 희생막(300)을 제거하여 상기 개구부(320)에 대응하는 상기 제1 금속/칼코겐 화합물 패턴(225)이 형성되는 것과 달리, 상기 희생막(300)을 제거하지 않고, 상기 제1 금속/칼코겐 화합물 박막(220)의 결정화가 필요한 부분에 상기 선택적 어닐링이 수행되어, 상기 제2 금속/칼코겐 화합물 박막(250)이 형성될 수 있다. 상기 제2 금속/칼코겐 화합물 박막(250)은, 도 1 및 도 2를 참조하여 설명된 것과 같이, 상기 선택적 어닐링에 의해 결정화된 상기 제1 부분(250a) 및 비정질 상태인 상기 제2 부분(250b)이 포함될 수 있다.
도 4에서 상기 희생막(300)의 개구부(320) 내의 상기 제1 금속/칼코겐 화합물 박막(220)의 일부분에 대해서 상기 선택적 어닐링이 수행되어, 결정화된 상기 제1 부분(250a)이 상기 개구부(320)에 대응되는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않고, 상기 개구부(320) 외의 상기 제1 금속/칼코겐 화합물 박막(220)의 일부분에 대해서 상기 선택적 어닐링이 수행될 수도 있다.
상기 제2 금속/칼코겐 화합물 박막(250) 상에, 도 1 및 도 2를 참조하여 설명된 것과 같이, 원자층 증착법(ALD, Atomic Layer Deposition)을 수행하여 상기 제3 금속/칼코겐 화합물 박막(280)이 형성될 수 있다.
상기 제3 금속/칼코겐 화합물 박막(280)이 형성된 후, 상기 희생막(300)이 제거되어, 상기 소자 제작에 적합한 패턴을 갖는 금속/칼코겐 화합물 박막이 형성될 수 있다. 상기 희생막(300) 제거 시, 상기 제2 금속/칼코겐 화합물 박막(250)의 상기 소자 제작에 필요하지 않은 부분인 비정질 상태의 상기 제2 부분(250b)과 상기 제2 부분(250b) 상의 상기 제3 금속/칼코겐 화합물 박막(280)의 일부분이 함께 제거될 수 있다. 이에 따라, 상기 소자 제작에 필요하지 않은 부분을 제거하는 상기 식각 공정(Etching)이 생략 가능하므로, 제조공정이 간소화되어, 제조 비용이 감소된 박막의 제조 방법이 제공될 수 있다.
또한, 상기 원자층 층착법(ALD, Atomic Layer Deposition)에 의해 상기 제3 금속/칼코겐 화합물 박막(280)이 상기 제2 금속/칼코겐 화합물 박막(250) 상에 형성됨으로써, 본 발명의 실시 예에 따라 제조된 금속/칼코겐 화합물 박막의 두께 및 조성이 용이하게 조절될 수 있다. 뿐만 아니라, 상기 원자층 증착법에 의해 형성된 상기 제3 금속/칼코겐 화합물 박막(280)의 표면은, 용액코팅법에 의해 형성된 상기 제2 금속/칼코겐 화합물 박막(250)의 표면보다 거칠기(roughness)가 작으므로, 본 발명의 실시 예에 따라 제조된 금속/칼코겐 화합물 박막의 표면 조도 특성이 향상될 수 있다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 실시 에에 따른 금속/칼코겐 화합물 박막의 제조 방법의 선택적 어닐링 공정 순서를 설명하기 위한 도면들이다.
도 5a를 참조하면, 상기 기판(100) 상에 본 발명의 실시 예에 따라 제조된 금속/칼코겐 화합물 박막(210)이 제공될 수 있다. 상기 금속/칼코겐 화합물 박막(210)은, 도 2를 참조하여 설명된 제1 실시 예에 따른 금속/칼코겐 제조 방법, 도 3을 참조하여 설명된 제2 실시 예에 따른 금속/칼코겐 제조 방법, 또는 도 4를 참조하여 설명된 제2 실시 예의 변형 예에 따른 금속/칼코겐 제조 방법에 따라 제조될 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따라 제조된 상기 금속/칼코겐 화합물 박막(210) 상에 전극 및/또는 다른 박막(400)이 형성되어 소자가 제작될 수 있다.
도 5b를 참조하면, 도 5a를 참조하여 설명된 것과 반대로, 상기 기판(100) 상에 전극 및/또는 박막(400)이 먼저 형성된 후, 본 발명의 실시 예에 따라 제조된 금속/칼코겐 화합물 박막(210)이 형성되어 소자가 제작될 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따라 제조된 상기 금속/칼코겐 화합물 박막(210)은, 도 5a에서 설명된 것과 같은 방법으로 제조될 수 있다.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 실시 예에 따른 금속/칼코겐 화합물 박막의 제조 방법에서 레이저 조사 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 6a 및 도 6b를 참조하면, 마스크(500) 및/또는 focus lens(600)를 사용하여 상기 기판(100) 상의 금속/칼코겐 화합물 박막(270)에 선택적으로 레이저가 조사될 수 있다. 상기 금속/칼코겐 화화물 박막(270)은, 도 2를 참조하여 설명된 제1 실시 예에 따른 상기 제1 금속/칼코겐 화합물 박막(220), 도 3을 참조하여 설명된 제2 실시 예에 따른 상기 제1 금속/칼코겐 화합물 박막(220) 및 상기 제1 금속/칼코겐 화합물 패턴(225) 중 어느 하나일 수 있다. 도 6b와 같이, 상기 마스크(500)와 focus lens(600)를 동시에 사용하는 경우, 상기 금속/칼코겐 화합물 박막의 미세한 영역에만 레이저가 조사될 수 있다.
도 6c를 참조하면, 상기 기판(100) 상에 형성된 상기 금속/칼코겐 화합물 박막(270) 상에 line scanning 방식을 이용하여 레이저가 조사될 수 있다. 상기 line scanning에 의한 선택적 레이저 조사는, 하나의 패턴에 국한되는 것이 아니라, 연속적으로 수행될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 금속/칼코켄 화합물 박막의 제조 방법은, 박막의 결정화가 필요한 부분에 대해서만 짧은 시간 동안 레이저를 조사하거나, 자외선과 열을 동시에 공급하여 저온 공정이 가능하므로, 플렉서블 디스플레이 제조 시의 저온 플라스틱 기판의 봉지 기술, 디스플레이의 버퍼층(buffer layer), 백플레인 소자의 절연막과 보호막, 층간 절연막 등의 다양한 layer 제조에 적용이 가능하다.
100: 기판
200: 소스 용액
210: 금속/칼코겐 화합물 박막
220: 제1 금속/칼코겐 화합물 박막
225: 제1 금속/칼코겐 화합물 패턴
228: 제2 금속/칼코겐 화합물 패턴
250: 제2 금속/칼코겐 화합물 박막
250a: 제1 부분
250b: 제2 부분
270: 금속/칼코겐 화합물 박막
280: 제3 금속/칼코겐 화합물 박막
300: 희생막
320: 개구부
400: 전극 및/또는 다른 박막
500: 마스크
600: focus lens
200: 소스 용액
210: 금속/칼코겐 화합물 박막
220: 제1 금속/칼코겐 화합물 박막
225: 제1 금속/칼코겐 화합물 패턴
228: 제2 금속/칼코겐 화합물 패턴
250: 제2 금속/칼코겐 화합물 박막
250a: 제1 부분
250b: 제2 부분
270: 금속/칼코겐 화합물 박막
280: 제3 금속/칼코겐 화합물 박막
300: 희생막
320: 개구부
400: 전극 및/또는 다른 박막
500: 마스크
600: focus lens
Claims (11)
- 금속 원소 및 칼코겐 원소를 포함하는 소스 용액을 기판 상에 제공하는 단계;
상기 기판 상의 소스 용액을 건조하여 제1 금속/칼코겐 화합물 박막을 형성하는 단계;
상기 제1 금속/칼코겐 화합물 박막의 적어도 일부를 선택적 어닐링하여, 결정화된 제1 부분 및 비정질 상태의 제2 부분을 포함하는 제2 금속/칼코겐 화합물 박막을 형성하는 단계;
상기 제2 금속/칼코겐 화합물 박막 상에 원자층 증착법(ALD, Atomic Layer Deposition)을 수행하여 제3 금속/칼코겐 화합물 박막을 형성하는 단계; 및
상기 제2 금속/칼코겐 화합물 박막의 상기 제2 부분을 선택적으로 제거하여, 상기 제1 부분 상의 상기 제3 금속/칼코겐 화합물 박막의 일부분을 잔존시키고, 상기 제2 부분 상의 제3 금속/칼코겐 화합물 박막의 일부분을 제거하는 단계를 포함하는 금속/칼코겐 화합물 박막의 제조 방법
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제1 항에 있어서,
상기 제2 금속/칼코겐 화합물 박막의 상기 결정화된 제1 부분의 두께는, 상기 비정질 상태의 제2 부분의 두께보다 얇은 것을 포함하는 금속/칼코겐 화합물 박막의 제조 방법
- 제1 항에 있어서,
상기 선택적 어닐링은, 상기 제1 금속/칼코겐 화합물 박막의 적어도 일부에 레이저를 조사하는 것 또는 자외선과 열을 동시에 공급하는 것 중 적어도 어느 하나를 포함하는 금속/칼코겐 화합물 박막의 제조 방법
- 제1 항에 있어서,
상기 제3 금속/칼코겐 화합물 박막을 형성하는 단계는,
상기 제2 금속/칼코겐 화합물 박막 상에 상기 원자층 증착법(ALD, Atomic Layer Deposition)을 반복적으로 수행하여, 상기 제3 금속/칼코겐 화합물 박막의 두께가 조절되는 것을 포함하는 금속/칼코겐 화합물 박막의 제조 방법
- 제1 항에 있어서,
상기 제2 금속/칼코겐 화합물 박막과 상기 제3 금속/칼코겐 화합물 박막의 구성성분 및 조성이 동일한 것을 포함하는 금속/칼코겐 화합물 박막의 제조 방법
- 삭제
- 삭제
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020150084199A KR101689471B1 (ko) | 2015-06-15 | 2015-06-15 | 금속 칼코겐 화합물 박막 및 그 제조 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020150084199A KR101689471B1 (ko) | 2015-06-15 | 2015-06-15 | 금속 칼코겐 화합물 박막 및 그 제조 방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101689471B1 true KR101689471B1 (ko) | 2016-12-26 |
Family
ID=57733632
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020150084199A KR101689471B1 (ko) | 2015-06-15 | 2015-06-15 | 금속 칼코겐 화합물 박막 및 그 제조 방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101689471B1 (ko) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108630750A (zh) * | 2017-03-17 | 2018-10-09 | 台湾积体电路制造股份有限公司 | 具有二维侧边异质结构的半导体装置的制造方法 |
| KR102031594B1 (ko) * | 2018-04-12 | 2019-10-14 | 포항공과대학교 산학협력단 | 2d 물질기반 파장선택성 광센서 및 그의 제조방법 |
| KR20200072627A (ko) * | 2018-12-12 | 2020-06-23 | 한국세라믹기술원 | 전이금속 칼코겐화합물 박막의 제조 방법 및 이를 이용한 전자소자의 제조 방법 |
| US10811254B2 (en) | 2017-08-29 | 2020-10-20 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Method for fabricating metal chalcogenide thin films |
| KR20210014353A (ko) * | 2019-07-30 | 2021-02-09 | 한양대학교 산학협력단 | 박막의 결정성장거동을 조절하는 방법 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009528681A (ja) * | 2006-02-23 | 2009-08-06 | デューレン、イェルーン カー．イェー． ファン | カルコゲンと金属間物質の使用による高処理能力の半導体層形成 |
| JP2010504636A (ja) * | 2006-09-26 | 2010-02-12 | コミサリア、ア、レネルジ、アトミク | 背面ヘテロ接合太陽電池製造方法 |
| KR20100080123A (ko) * | 2008-12-31 | 2010-07-08 | 한국생산기술연구원 | 레이저를 이용한 회로 제조방법 |
| WO2011052616A1 (ja) | 2009-10-27 | 2011-05-05 | 京セラ株式会社 | カルコゲン化合物半導体層の製造方法および光電変換装置の製造方法 |
-
2015
- 2015-06-15 KR KR1020150084199A patent/KR101689471B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009528681A (ja) * | 2006-02-23 | 2009-08-06 | デューレン、イェルーン カー．イェー． ファン | カルコゲンと金属間物質の使用による高処理能力の半導体層形成 |
| JP2010504636A (ja) * | 2006-09-26 | 2010-02-12 | コミサリア、ア、レネルジ、アトミク | 背面ヘテロ接合太陽電池製造方法 |
| KR20100080123A (ko) * | 2008-12-31 | 2010-07-08 | 한국생산기술연구원 | 레이저를 이용한 회로 제조방법 |
| WO2011052616A1 (ja) | 2009-10-27 | 2011-05-05 | 京セラ株式会社 | カルコゲン化合物半導体層の製造方法および光電変換装置の製造方法 |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108630750A (zh) * | 2017-03-17 | 2018-10-09 | 台湾积体电路制造股份有限公司 | 具有二维侧边异质结构的半导体装置的制造方法 |
| CN108630750B (zh) * | 2017-03-17 | 2023-12-15 | 台湾积体电路制造股份有限公司 | 具有二维侧边异质结构的半导体装置及其制造方法 |
| US10811254B2 (en) | 2017-08-29 | 2020-10-20 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Method for fabricating metal chalcogenide thin films |
| KR102031594B1 (ko) * | 2018-04-12 | 2019-10-14 | 포항공과대학교 산학협력단 | 2d 물질기반 파장선택성 광센서 및 그의 제조방법 |
| KR20200072627A (ko) * | 2018-12-12 | 2020-06-23 | 한국세라믹기술원 | 전이금속 칼코겐화합물 박막의 제조 방법 및 이를 이용한 전자소자의 제조 방법 |
| KR102301846B1 (ko) * | 2018-12-12 | 2021-09-15 | 한국세라믹기술원 | 전이금속 칼코겐화합물 박막의 제조 방법 및 이를 이용한 전자소자의 제조 방법 |
| KR20210014353A (ko) * | 2019-07-30 | 2021-02-09 | 한양대학교 산학협력단 | 박막의 결정성장거동을 조절하는 방법 |
| KR102311396B1 (ko) | 2019-07-30 | 2021-10-12 | 한양대학교 산학협력단 | 박막의 결정성장거동을 조절하는 방법 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101689471B1 (ko) | 금속 칼코겐 화합물 박막 및 그 제조 방법 | |
| US20100123132A1 (en) | Thin film device and manufacturing method of the same | |
| JP5576814B2 (ja) | 半導体デバイス及びその製造方法 | |
| JP4850411B2 (ja) | 薄膜トランジスタの製造方法 | |
| US20090065734A1 (en) | Heat transfer medium and heat transfer method using the same | |
| JP2009295996A (ja) | 薄膜トランジスタ | |
| JPH11233790A (ja) | 薄膜トランジスタの製造方法 | |
| JPS60245172A (ja) | 絶縁ゲイト型半導体装置 | |
| US6806169B2 (en) | Semiconductor device manufacturing method | |
| JP2005197656A (ja) | 多結晶シリコン膜の形成方法 | |
| JP2003031497A5 (ko) | ||
| US9589796B2 (en) | Method of defining poly-silicon growth direction | |
| JPH0422127A (ja) | 薄膜トランジスタの製造方法 | |
| KR100611762B1 (ko) | 박막트랜지스터의 제조 방법 | |
| KR100698691B1 (ko) | 엑시머 레이저를 이용한 비정질 실리콘의 결정화 방법 및이를 포함한 다결정 박막 트랜지스터의 제조방법 | |
| US20080237724A1 (en) | Semiconductor thin film manufacturing method, semiconductor thin film and thin film transistor | |
| KR102034136B1 (ko) | 박막 트랜지스터 기판의 제조방법 | |
| US20060172469A1 (en) | Method of fabricating a polycrystalline silicon thin film transistor | |
| JP2009246235A (ja) | 半導体基板の製造方法、半導体基板及び表示装置 | |
| US8519405B2 (en) | Thin film transistor, organic light emitting diode (OLED) display including the same, and manufacturing methods of them | |
| JP2004356637A (ja) | 薄膜トランジスタ及びその製造方法 | |
| JP2001250790A (ja) | レーザー処理方法 | |
| JP2014194962A (ja) | 照射制御方法及び照射制御装置 | |
| KR20180118964A (ko) | 개선된 저온 공정을 이용한 산화물 박막 제조 장치 및 방법 | |
| KR100646962B1 (ko) | 결정화 방법 및 그 결정화 방법을 이용한 박막트랜지스터및 그의 제조방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| AMND | Amendment | ||
| AMND | Amendment | ||
| X701 | Decision to grant (after re-examination) | ||
| GRNT | Written decision to grant |