KR101978040B1 - 칼코겐화 열처리 장치 및 칼코겐화 열처리 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 칼코겐화 열처리 장치 및 칼코겐화 열처리 방법에 관한 것이고, 본 발명의 실시 예를 따르는 칼코겐화 열처리 장치는 기판을 지지하고, 상부 방향으로 칼코겐화 반응이 일어나는 반응 영역을 형성하는 스테이지; 일 면이 상기 반응 영역을 마주하도록 배치된 내벽; 상기 반응 영역 상에 배치된 칼코겐부; 및 상기 스테이지 및 칼코겐부를 가열하는 가열부;를 포함하고, 상기 칼코겐부는 몸체, 상기 반응 영역으로 상기 몸체의 일부가 연통되어 형성된 가스 통로 및 상기 몸체의 일부에 배치되고 칼코겐 물질을 담지하는 칼코겐 담지부를 포함한다.

Description

칼코겐화 열처리 장치 및 칼코겐화 열처리 방법{CHALCOGENIZATION HEAT TREATMENT APPARATUS AND CHALCOGENIZATION HEAT TREATMENT METHOD}
본 발명은 칼코겐화 열처리 장치 및 칼코겐화 열처리 방법에 관한 것이다.
태양전지는 결정형 실리콘 태양전지, 유기 태양전지 그리고 화합물 반도체 및 박막 태양전지로 분류된다. 이들 중 저비용 고효율이 가능한 화합물 박막 태양전지의 연구가 활발히 진행되고 있다. 박막형 태양전지 중 CIGS 및 CZTS 박막은 광흡수계수가 높아 고효율 태양전지를 만들 수 있다.
CIGS(CIS)를 광흡수층으로 하는 태양전지 구조의 제작은 다양한 증착 방법으로 진행할 수 있으며, 실리콘 계열과 달리 고가 장비 사용하지 않는 용액 시스템으로도 제작이 가능하며, 물리적 및 화학적 증착 방법 역시 쉽게 접근 할 수 있다.
일반적으로 CIGS 광흡수층 제조 공정에 있어서, 스퍼터링 공정을 통하여 전구체를 증착 형성 후 열처리 하여 흡수층을 제작하는 2-step 공정은 일반적으로 셀렌화수소(H2Se)를 사용하는데, H2Se 가스는 매우 독성이며, 재료 및 운용비용이 높기 때문에 공정에 제약이 많다.
양산화 공정에서 사용하는 셀렌화 열처리 공정은 H2Se 가스를 사용한다. H2Se는 매우 독성 가스이며, 고가이다. 반면 순수 Se 금속을 이용한 셀렌화 공정은 저가이며, 과량 사용 시 단락 전류의 증가 등의 장점이 있다. 하지만, 과량을 사용하게 되면 공정 후 잔유물이 생겨 제거 및 셀렌-황화 동시 열처리가 어려우며, 후면 전극 층의 MoSe2층 두께가 증가하여, S 처리 시 소자의 직렬 저항 증가를 일으킨다.
CIGS 및 CZTS 박막 형성전의 전구체 상에서의 칼코젠 열처리 공정은 셀렌 및 황의 분위기 조절이 필수적이다. 셀렌 및 황화 반응 분위기에 따라 광흡수층 박막의 전도도 및 광흡수 특성의 결정된다. 셀렌화 분위기의 조절은 상기에서 언급한 가스 형태의 칼코젠 소스를 사용할 수 있지만, 대면적 공정에서의 균일한 가스 공급 및 독성 가스 사용에 의한 안정장치 확보가 불가피하다.
종래의 칼코겐화 열처리 장치는 통상적으로 칼코겐을 하부의 칼코젠부에 배치하고 샘플을 기판홀더에 올려 기판이 칼코겐의 상부에 배치된 경우, 칼코젠의 공급을 위해 홀을 뚫어 놓았다. 이 경우 기판 사이즈가 커질 경우 홀은 기판의 가장자리에만 배치할 수 있기 때문에 기판 중앙과 가장자리 간의 Se 조성에 큰 차이가 발생하는 문제점이 있을 수 있다.
미국 등록 특허 공부 제8,258,001호
본 발명은 비용이 저렴하고, 대면적 열처리가 가능한 칼코겐화 열처리 장치의 제공을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 성능이 뛰어나고, 균일한 조성제어가 가능한 칼코겐 화합물 박막을 제조할 수 있는 칼코겐화 열처리 방법의 제공을 목적으로 한다.
본 발명의 실시 예를 따르는 칼코겐화 열처리 장치는 기판을 지지하고, 상부 방향으로 칼코겐화 반응이 일어나는 반응 영역을 형성하는 스테이지; 일 면이 상기 반응 영역을 마주하도록 배치된 내벽; 상기 반응 영역 상에 배치된 칼코겐부; 및 상기 스테이지 및 칼코겐부를 가열하는 가열부;를 포함하고, 상기 칼코겐부는 몸체, 상기 반응 영역으로 상기 몸체의 일부가 연통되어 형성된 가스 통로 및 상기 몸체의 일부에 배치되고 칼코겐 물질을 담지하는 칼코겐 담지부를 포함한다.
또한, 상기 칼코겐 담지부는 상기 가스 통로의 적어도 일부를 둘러싸도록 배치될 수 있다.
또한, 상기 칼코겐 담지부는 상기 몸체의 일부가 함몰된 형상으로 배치된 홈 또는 트렌치일 수 있다.
또한, 상기 몸체는 제1 방향으로 연장되어 형성된 복수의 제1 부를 포함하고, 상기 가스 통로는 상기 제1 부 사이에 배치되고, 상기 칼코겐 담지부는 상기 제1 부 일부가 함몰된 형상으로 배치된 트랜치일 수 있다.
또한, 상기 몸체는 제1 방향으로 연장되어 형성된 복수의 제1 부 및 제2 방향으로 연장되어 형성된 복수의 제2 부가 교차 배치하여 격자 형상을 이루고, 상기 가스 통로는 상기 제1 부 및 제2 부에 의해 형성된 격자 형상 사이에 배치되고, 상기 칼코겐 담지부는 상기 제1 부 및 제2 부의 일부가 함몰된 형상으로 배치된 트랜치일 수 있다.
또한, 상기 칼코겐 담지부는 상기 몸체 상에 일정한 간격을 두고 배치된 홈일 수 있다.
또한, 상기 내벽의 타면 상에 배치된 버퍼 영역을 더 포함하고, 상기 칼코겐부는 상기 내벽을 통해 상기 반응 영역 및 버퍼 영역을 이동할 수 있다.
또한, 상기 칼코겐부의 몸체는 상기 내벽의 일면에 수직한 방향으로 연장되어 형성된 복수의 제1 부를 포함하고, 상기 가스 통로는 상기 제1 부 사이에 배치되고, 상기 칼코겐 담지부는 상기 제1 부 일부가 함몰된 형상으로 배치되고, 상기 몸체가 이동하는 방향을 특정하는 가이드바를 더 포함하고, 상기 칼코겐부는 상기 가이드바를 따라 상기 반응 영역 및 버퍼 영역을 이동할 수 있다.
또한, 상기 스테이지를 상기 반응 영역에 수평한 방향으로 이동하는 스테이지 이동부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 가열부는 상기 반응 영역을 25℃ 내지 600℃ 으로 가열할 수 있다.
또한, 상기 반응 영역의 압력을 조절하는 압력부를 더 포함하고, 상기 압력부는 상기 반응 영역의 압력을 1 Torr ~ 1520 Torr로 제어할 수 있다.
또한, 상기 칼코겐부를 상기 반응 영역에 수평한 방향으로 이동하는 칼코겐부 이동부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 칼코겐 담지부 중 제1 방향으로의 길이는 상기 스테이지 상에 기판이 배치되는 영역 중 제1 방향의 길이 보다 길 수 있다.
또한, 상기 제1 부는 1 내지 30개일 수 있다.
또한, 상기 칼코겐 담지부 중 제1 방향으로의 길이는 상기 스테이지 상에 기판이 배치되는 영역 중 제1 방향의 길이 보다 길 수 있다.
또한, 상기 제1 부는 1 내지 30개일 수 있다.
또한, 상기 버퍼 영역의 온도를 제어하는 버퍼 영역 온도제어부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 버퍼 영역 온도제어부는 상기 버퍼 영역의 온도를 25℃ 내지 300℃ 로 제어할 수 있다.
또한, 상기 칼코겐부의 칼코겐 담지부 및 외부의 칼코겐 공급탱크와 연결되어 상기 칼코겐 공급탱크의 칼코겐 물질을 상기 칼코겐 담지부로 이동하는 칼코겐 연결라인 및 상기 칼코겐 연결라인을 가열하는 칼코겐 연결라인 가열부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 칼코겐 연결라인 가열부는 상기 칼코겐 연결라인을 200℃ 내지 400℃ 로 가열할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예를 따르는 칼코겐화 열처리 장치는 몸체 및 상기 몸체 상에 배치되어 칼코겐 물질을 담지하는 칼코겐 담지부를 포함하는 칼코겐부; 상기 칼코겐부 상에 배치되고, 기판의 일면을 지지하고, 상기 칼코겐부 및 기판의 타면 사이에 반응 영역을 형성하는 스테이지; 제1 면이 상기 반응 영역을 마주하도록 배치된 내벽; 상기 스테이지 및 칼코겐부를 가열하는 가열부;를 포함한다.
본 발명의 실시 예를 따르는 칼코겐화 열처리 방법은 기판을 지지하고, 상부 방향으로 칼코겐화 반응이 일어나는 반응 영역을 형성하는 스테이지; 일면이 상기 반응 영역을 마주하도록 배치된 내벽; 상기 반응 영역 상에 배치된 칼코겐부; 상기 스테이지 및 칼코겐부를 가열하는 가열부; 및 상기 스테이지를 상기 반응 영역의 제1 위치 및 제2 위치로 이동하는 이동부;를 포함하고, 상기 칼코겐부는 몸체, 상기 반응 영역으로 상기 몸체의 일부가 연통되어 형성된 가스 통로 및 상기 몸체의일부에 배치되고 칼코겐 물질을 담지하는 복수의 칼코겐 담지부를 포함하는 칼코겐화 열처리 장치를 이용한 칼코겐화 열처리 방법에 있어서, 상기 스테이지 상에 기판을 배치하는 단계; 상기 복수의 칼코겐 담지부 중에서 상기 제1 위치 상에 배치된 칼코겐 담지부에 Se를 담지하는 단계; 상기 복수의 칼코겐 담지부 중에서 상기 제2 위치 상에 배치된 칼코겐 담지부에 S 또는 SexSy (x,y =1~8)를 담지하는 단계; 가열부를 이용하여 상기 스테이지 및 칼코겐부를 가열하는 단계; 및 상기 기판이 배치된 스테이지를 상기 반응 영역 내에서 제1 위치에서 제2 위치로 이동하는 단계;를 포함하는 칼코겐화 열처리 장치를 이용한다.
본 발명의 다른 실시 예를 따르는 칼코겐화 열처리 방법은 기판을 지지하고, 상부 방향으로 칼코겐화 반응이 일어나는 반응 영역을 형성하는 스테이지; 일면이 상기 반응 영역을 마주하도록 배치된 내벽; 상기 반응 영역 상에 배치된 칼코겐부; 상기 스테이지 및 칼코겐부를 가열하는 가열부; 상기 내벽의 타면 상에 배치된 버퍼영역; 및 상기 몸체를 상기 반응 영역 및 버퍼 영역으로 이동하는 몸체 이동 수단;을 포함하고, 상기 칼코겐부는 몸체, 상기 반응 영역으로 상기 몸체의 일부가 연통되어 형성된 가스 통로 및 상기 몸체의일부에 배치되고 칼코겐 물질을 담지하는 복수의 칼코겐 담지부를 포함하는 칼코겐화 열처리 장치를 이용한 칼코겐화 열처리 방법에 있어서, 상기 스테이지 상에 기판을 배치하는 단계; 상기 복수의 칼코겐 담지부에 Se, 및 S 또는 SexSy (x,y =1~8)를 구별하여 담지하는 단계; 가열부를 이용하여 상기 스테이지 및 칼코겐부를 가열하는 단계; 및 상기 칼코겐 담지부 중에서 Se가 담지된 칼코겐 담지부를 상기 반응 영역으로 이동하는 단계; 상기 반응 영역의 가스를 제거하는 단계; 및 상기 칼코겐 담지부 중에서 S 또는 SexSy (x,y =1~8)가 담지된 칼코겐 담지부를 상기 반응 영역으로 이동하는 단계;를 포함하는 칼코겐화 열처리 장치를 이용한다.
본 발명의 실시 예를 따르는 칼코겐화 열처리 장치는 대면적의 칼코겐화 열처리가 가능하고, 제조 비용 감소의 효과가 있다.
또한, 실시 예를 따르는 칼코겐화 열처리 장치는 칼코겐화 열처리를 균일하게 할 수 있으며, 조성의 균일한 제어가 가능한 효과가 있다.
도 1a는 본 발명의 실시 예를 따르는 칼코겐화 열처리 장치의 평면 투시도이다.
도 1b는 본 발명의 실시 예를 따르는 칼코겐화 열처리 장치의 측면 투시도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예를 따르는 칼코겐화 열처리 장치의 평면 투시도이다.
도 3a는 본 발명의 실시 예를 따르는 칼코겐화 열처리 장치의 평면 투시도이다.
도 3b는 본 발명의 실시 예를 따르는 칼코겐화 열처리 장치의 측면 투시도이다.
도 4a는 본 발명의 실시 예를 따르는 칼코겐화 열처리 장치의 평면 투시도이다.
도 4b는 본 발명의 실시 예를 따르는 칼코겐화 열처리 장치의 측면 투시도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예를 따르는 칼코겐화 열처리 장치의 평면 투시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 다음과 같이 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시 형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시 형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면 상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다. 덧붙여, 명세서 전체에서 어떤 구성요소를 "포함"한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
도 1a는 본 발명의 실시 예를 따르는 칼코겐화 열처리 장치의 평면 투시도이다.
도 1b는 본 발명의 실시 예를 따르는 칼코겐화 열처리 장치의 측면 투시도이다.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 본 발명의 실시 예를 따르는 칼코겐화 열처리 장치(1000)는 기판(100)을 지지하고, 상부 방향으로 칼코겐화 반응이 일어나는 반응 영역을 형성하는 스테이지(1100); 일 면이 상기 반응 영역을 마주하도록 배치된 내벽(1200); 상기 반응 영역 상에 배치된 칼코겐부(1300); 및 상기 스테이지 및 칼코겐부를 가열하는 가열부(1400);를 포함하고, 상기 칼코겐부는 몸체(1310), 상기 반응 영역으로 상기 몸체의 일부가 연통되어 형성된 가스 통로(1320) 및 상기 몸체의 일부에 배치되고 칼코겐 물질을 담지하는 칼코겐 담지부(1330)를 포함한다.
상기 스테이지(1100)는 기판(100)을 지지하고, 상부 방향으로 칼코겐화 반응이 일어나는 반응 영역을 형성하고, 칼코겐화 반응 중 칼코겐 기체와 반응을 일으키지 않는 부재로 형성되는 것이 바람직하고, 일 예로 알루미늄 합금 또는 철 합금과 같은 금속일 수 있고, 또는 강화 유리, 석영 또는 흑연과 같은 세라믹 재질일 수 있다. 상기 스테이지의 재질은 특별히 제한되지 않는다.
상기 기판(100)은 유리판재상에 CuGa/In/Mo 필름들을 증착한 것, 스테인리스 판재 상에 Sn/Cu/Zn/Mo/ZnO 필름들을 순서대로 증착한 것을 사용할 수 있으나, 이에 특별히 제한되지 않고 모재 상에 다양한 필름을 증착한 것을 대상으로 칼코겐화를 할 수 있다.
상기 기판(100)은 칼코겐부의 하부에 배치될 수 있다.
상기 내벽(1200)은 일 면이 상기 반응 영역을 마주하도록 배치될 수 있고, 기화된 칼코겐을 반사시키는 역할을 할 수 있다. 상기 내벽은 칼코겐화 반응 중 칼코겐 기체와 반응을 일으키지 않는 부재로 형성되는 것이 바람직하고, 일 예로 알루미늄 합금 또는 철 합금과 같은 금속일 수 있고, 또는 강화 유리, 석영 또는 흑연과 같은 세라믹 재질일 수 있다. 상기 내벽의 재질은 특별히 제한되지 않는다.
상기 칼코겐부(1300)는 반응 영역 상에 배치될 수 있다.
상기 가열부(1400)는 상기 스테이지(1100) 및 칼코겐부(1300)를 가열할 수 있고, 상기 가열부(1400)는 할로겐 램프일 수 있으나, 이에 특별히 제한되는 것은 아니다. 상기 가열부(1400)에서 발생되는 복사열은 반응 영역의 열원으로 사용될 수 있다.
상기 가열부(1400)는 열선 또는 적외선 램프로 구성될 수 있으며, 적외선 램프로 구성되는 경우 챔버를 급속하게 가열 또는 냉각시킬 수 있고, 이에 따라 스테이지(1100) 및 기판(100)의 급속 열처리를 수행할 수 있다. 특히, 챔버가 강화 유리나 석영과 같은 투명한 물질로 구성되는 경우에는 이러한 급속 열처리가 용이하게 수행될 수 있다. 상기 기판(100)에 온도를 균일하게 인가하기 위하여, 상부 가열부와 하부 가열부의 갯수 또는 파워는 동일하거나 또는 서로 다를 수 있다.
본 발명의 실시 예를 따르는 칼코겐화 열처리 장치(1000)는 열처리 과정에서 발생하는 고열이 외부로 전도되는 것을 막고, 내부 밀폐 시스템의 손상을 방지하기 위하여 냉각수를 순환시킬 수 있는 냉각로를 더 포함할 수 있다.
상기 칼코겐 담지부(1330)는 상기 몸체(1310)의 일부에 배치될 수 있고, 칼코겐 물질을 담지할 수 있다.
상기 칼코겐 물질은 S, Se, SexSy 화합물 또는 Te 등 상온에서 고체인 칼코겐 원소 또는 칼코겐 원소 화합물 또는 혼합물을 사용할 수 있으나, 이에 특별히 제한되는 것은 아니다.
상기 칼코겐부(1300)는 몸체(1310), 상기 반응 영역으로 상기 몸체의 일부가 연통되어 형성된 가스 통로(1320) 및 상기 몸체의 일부에 배치되고 칼코겐 물질을 담지하는 칼코겐 담지부(1330)를 포함한다.
상기 칼코겐부 몸체(1310)는 퀄츠 재질로 이루어진 것이 바람직하나, 이에 특별히 제한되는 것은 아니다. 상기 퀄츠는 칼코겐과 반응성이 약하고 내화학성이 커 세척이 용이한 장점이 있다.
상기 칼코겐부 가스 통로(1320)는 상기 반응 영역으로 상기 몸체의 일부가 연통되어 형성될 수 있고, 가열된 또는 기화된 칼코겐 소스가 상기 스테이지 또는 상기 기판으로 이동하는 경로를 제공할 수 있다.
상기 칼코겐 담지부는 상기 칼코겐 담지부에 파우더 칼코겐을 정량 담지한 후 칼코겐부 이동부를 통해 상기 반응 영역 상에서 제1 방향 또는 제2 방향으로 구동할 수 있다.
상기 칼코겐부 이동부는 제1 방향 또는 제2 방향으로 구동할 수 있고, 왕복 운동할 수 있어, 이를 적절히 제어함으로써 칼코겐화 균일도를 향상시킬 수 있다. 상기 칼코겐부 이동부는 상기 칼코겐부 몸체의 일단에 연결되어 상기 몸체를 구동시킬 수 있는 일반적인 기계 구성인 리니어 모듈 또는 모터 구동부일 수 있다.
상기 칼코겐 담지부는 상기 가스 통로의 적어도 일부를 둘러싸도록 배치될 수 있다.
상기 칼코겐 담지부는 상기 몸체의 일부가 함몰된 형상으로 배치된 홈 또는 트렌치일 수 있다.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 상기 몸체(1310)는 제1 방향으로 연장되어 형성된 복수의 제1 부를 포함하고, 상기 가스 통로는 상기 제1 부 사이에 배치되고, 상기 칼코겐 담지부는 상기 제1 부 일부가 함몰된 형상으로 배치된 트랜치일 수 있다.
상기 칼코겐 담지부(1330) 중 제1 방향으로의 길이는 상기 스테이지 상에 기판이 배치되는 영역 중 제1 방향의 길이 보다 길 수 있다.
상기 칼코겐 담지부(1330) 중 제1 방향으로의 길이가 상기 스테이지 상에 기판이 배치되는 영역 중 제1 방향의 길이 보다 짧은 경우, 상기 기판의 제1 방향의 끝단의 칼코겐화 열처리 또는 조성의 불안정한 문제점이 있을 수 있다.
본 발명의 실시 예를 따르는 칼코겐화 열처리 장치의 칼코겐부의 상기 제1 부는 1 내지 30개일 수 있다.
상기 제1 부가 30개 초과하면, 상기 제1 부 사이의 간격이 너무 좁아 기화된 칼코겐 물질의 이동이 원활하지 않을 수 있다.
본 발명의 실시 예를 따르는 칼코겐화 열처리 장치는 상기 스테이지를 상기 반응 영역에 수평한 방향으로 이동하는 스테이지 이동부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예를 따르는 칼코겐화 열처리 장치는 이동부를 포함함으로써 칼코겐 증기 분포의 불균일화에 따른 박막 내의 칼코겐 조성비의 불균일화를 방지할 수 있다.
상기 스테이지 이동부는 상기 반응 영역에 제1 방향 또는 제2 방향으로 이동할 수 있고, 상기 스테이지 이동부는 왕복 이동을 하여 칼코겐화 열처리의 균일도를 향상시킬 수 있다. 상기 스테이지 이동부는 왕복 이동을 할 경우, 일방향 이동 보다 장치의 열처리존 크기를 획기적으로 줄임으로써, 장치의 소형화가 가능할 수 있다. 상기한 경우 기판 가장자리 부분의 칼코겐 함량이 낮아질 수 있고, 이를 보완하기 위해 상기 칼코겐부의 배치를 조절할 수 있다.
상기 스테이지 이동부는 본 발명의 실시 예를 따르는 칼코겐화 열처리 장치의 내벽의 일단부터 이에 대응되는 칼코겐화 열처리 장치의 반대면 내벽의 일단까지 구동가능하고, 상기 스테이지 이동부는 일반적인 기계 장치인 리니어 모듈 또는 모터 구동부에 의해 일 방향으로 구동될 수 있다.
상기 가열부(1400)는 상기 반응 영역을 25℃ 내지 600℃으로 가열할 수 있고, 바람직하게는 200℃ 내지 600℃으로 가열할 수 있다.
상기 가열부(1400)가 상기 반응 영역을 25℃ 미만으로 가열한다면 칼코겐화 반응이 충분히 일어나지 않는 문제점이 있을 수 있고, 상기 가열부가 상기 반응 영역을 600℃ 초과로 가열한다면 칼코겐화 열처리 반응을 제어하기 어려운 문제점이 있을 수 있다.
상기 반응 영역의 최고 온도는 200℃ 내지 600℃으로 제어될 수 있다.
상기 가열부(1400)가 상기 반응 영역을 200℃ 미만으로 가열한다면 칼코겐화 반응이 충분히 일어나지 않는 문제점이 있을 수 있고, 상기 가열부가 상기 반응 영역을 600℃ 초과로 가열한다면 칼코겐화 열처리 반응을 제어하기 어려운 문제점이 있을 수 있다.
상기 반응 영역의 압력을 조절하는 압력부를 더 포함하고, 상기 압력부는 상기 반응 영역의 압력을 1 Torr 내지 1520 Torr로 제어할 수 있다.
상기 압력부는 화학적으로 안정한 불활성 가스의 주입을 통해 상기 반응 영역의 압력을 1 Torr 내지 1520 Torr로 제어할 수 있다.
상기 반응 영역의 압력이 1 Torr 미만이라면 기화된 칼코겐 반응 기체가 상기 기판에서 반응하는 양이 적어 칼코겐화 열처리의 시간이 오래걸리는 단점이 있을 수 있고, 상기 반응 영역의 압력이 1520 Torr를 초과한다면, 칼코겐화 열처리 반응을 제어하기 어려운 문제점이 있을 수 있다.
본 발명의 실시 예를 따르는 칼코겐화 열처리 장치는, 상기 칼코겐부의 칼코겐 담지부 및 외부의 칼코겐 공급탱크와 연결되어 상기 칼코겐 공급탱크의 칼코겐 물질을 상기 칼코겐 담지부로 이동하는 칼코겐 연결라인 및 상기 칼코겐 연결라인을 가열하는 칼코겐 연결라인 가열부를 더 포함할 수 있다.
상기 칼코겐 연결라인은 칼코겐부의 탈착없이 연속해서 사용하는 것을 가능하게 할 수 있다. 상기 칼코겐부에 담지되는 칼코겐의 양은 공급탱크의 수위에 영향을 받기 때문에 수위 변동을 줄여주면 담지부의 칼코겐의 양은 일정하게 유지된다. 필요시 액상 칼코겐의 이동을 용이하게 하거나 유량을 제어하기 위해 불활성기체를 활용하여 탱크의 압력을 제어할 수 있다.
상기 칼코겐 연결라인 가열부는 상기 칼코겐 연결라인을 200℃ 내지 400℃로 가열할 수 있다.
상기 칼코겐 연결라인 가열부가 상기 칼코겐 연결라인을 200℃미만으로 가열한다면, 상기 칼코겐 연결라인에 칼코겐이 이동하면서 칼코겐 연결라인에 일부 부착이 될 수 있고, 이로 인해 상기 칼코겐 연결라인이 막히는 현상이 발생할 수 있다. 상기 칼코겐 연결라인 가열부가 상기 칼코겐 연결라인을 400℃를 초과하여 가열한다면, 칼코겐의 높아진 활성으로 칼코겐부에 칼코겐을 담지하는 것을 일정하게 제어하기 어려울 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시 예를 따르는 칼코겐화 열처리 장치의 평면 투시도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예를 따르는 칼코겐화 열처리 장치의 칼코겐부의 상기 몸체(1310)는 제1 방향으로 연장되어 형성된 복수의 제1 부 및 제2 방향으로 연장되어 형성된 복수의 제2 부가 교차 배치하여 격자 형상을 이루고, 상기 가스 통로(1320)는 상기 제1 부 및 제2 부에 의해 형성된 격자 형상 사이에 배치되고, 상기 칼코겐 담지부(1330)는 상기 제1 부 및 제2 부의 일부가 함몰된 형상으로 배치된 트랜치일 수 있다.
상기 몸체(1310)는 제1 방향으로 연장되어 형성된 복수의 제1 부 및 제2 방향으로 연장되어 형성된 복수의 제2 부가 교차 배치하여 격자 형상을 이루고, 상기 가스 통로(1320)는 상기 제1 부 및 제2 부에 의해 형성된 격자 형상 사이에 배치될 수 있다. 상기 제1 부 및 제2 부의 폭 및 배치를 조절하여 가스 통로를 조절할 수 있고, 칼로겐화 열처리를 균일하게 제어할 수 있다.
상기 제1 부 또는 제2부는 1개 내지 30개일 수 있다.
상기 제1 부가 30개 초과하면, 상기 제1 부 사이의 간격이 너무 좁아 기화된 칼코겐 물질의 이동이 원활하지 않을 수 있다.
상기 제2 부가 30개 초과하면, 상기 제2 부 사이의 간격이 너무 좁아 기화된 칼코겐 물질의 이동이 원활하지 않을 수 있다.
도 3a는 본 발명의 실시 예를 따르는 칼코겐화 열처리 장치의 평면 투시도이다.
도 3b는 본 발명의 실시 예를 따르는 칼코겐화 열처리 장치의 측면 투시도이다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 상기 칼코겐부 몸체(1310)는 제1 방향으로 연장되어 형성된 복수의 제1 부 및 제2 방향으로 연장되어 형성된 복수의 제2 부가 교차 배치하여 격자 형상을 이루고, 상기 가스 통로(1320)는 상기 제1 부 및 제2 부에 의해 형성된 격자 형상 사이에 배치될 수 있다. 상기 칼코겐 담지부(1330)는 상기 몸체 상에 일정한 간격을 두고 배치된 홈일 수 있다.
상기 칼코겐 담지부(1330)는 바람직하게 상기 제1 부 및 제2 부가 교차되는 영역에 배치될 수 있으나, 이에 특별히 제한되는 것은 아니다.
도 4a는 본 발명의 실시 예를 따르는 칼코겐화 열처리 장치의 평면 투시도이다.
도 4b는 본 발명의 실시 예를 따르는 칼코겐화 열처리 장치의 측면 투시도이다.
도 4a 및 도 4b를 참조하면, 상기 칼코겐부의 몸체(1310)는 상기 내벽의 일면에 수직한 방향으로 연장되어 형성된 복수의 제1 부를 포함하고, 상기 가스 통로(1320)는 상기 제1 부 사이에 배치되고, 상기 칼코겐 담지부(1330)는 상기 제1 부 일부가 함몰된 형상으로 배치되고, 상기 몸체가 이동하는 방향을 특정하는 가이드바(1510)를 더 포함하고, 상기 칼코겐부는 상기 가이드바를 따라 상기 반응 영역 및 버퍼 영역(1530)을 이동할 수 있다.
본 발명의 실시 예를 따르는 칼코겐화 열처리 장치는 상기 내벽의 타면 상에 배치된 버퍼 영역을 더 포함하고, 상기 칼코겐부는 상기 내벽을 통해 상기 반응 영역 및 버퍼 영역을 이동할 수 있다.
상기 가이드바는 칼코겐부가 열처리 장치의 반응 영역 및 버퍼 영역을 이동할 수 있는 푸쉬-풀(push-pull) 형태의 모션 가이드 역할을 할 수 있다.
상기 버퍼 영역(1530)은 버퍼부 몸체(1510)에 의해 부피 및 형상이 정의될 수 있으나 특별히 제한되지 않을 수 있다.
버퍼부(1500)는 상기 칼코겐부의 반응 영역 또는 버퍼 영역에서의 위치를 제어할 수 있는 피드스루(1520), 상기 칼코겐부 몸체의 이동하는 방향을 특정하는 가이드바(1510)를 포함할 수 있다.
상기 칼코겐 담지부(1330) 중 제1 방향으로의 길이는 상기 스테이지 상에 기판이 배치되는 영역 중 제1 방향의 길이 보다 길 수 있다.
상기 칼코겐 담지부(1330) 중 제1 방향으로의 길이가 상기 스테이지 상에 기판이 배치되는 영역 중 제1 방향의 길이 보다 짧은 경우, 상기 기판의 제1 방향의 끝단의 칼코겐화 열처리 또는 조성의 불안정한 문제점이 있을 수 있다.
상기 버퍼영역은 기화된 칼코겐의 응축을 방지할 수 있고, 상기 버퍼 영역은 상기 반응 영역의 온도와는 별개의 온도로 제어될 수 있고, 상기 버퍼 영역의 온도를 제어하는 버퍼 영역 온도 제어부를 더 포함할 수 있다.
상기 버퍼 영역 온도제어부는 상기 버퍼 영역의 온도를 25℃ 내지 300℃ 로 제어할 수 있다.
상기 버퍼 영역 온도 제어부가 상기 버퍼 영역의 온도를 25℃ 미만으로 가열하면, 상기 반응 영역과의 온도 차이가 커지고, 상기 칼코겐부가 다시 활성화 되는데 오랜 시간이 걸리는 단점이 있을 수 있다. 상기 버퍼 영역 온도 제어부가 상기 버퍼 영역의 온도를 300℃를 초과하여 가열하면, 상기 버퍼 영역에서 칼코겐의 활성이 높아져 상기 칼코겐부가 다시 반응 영역으로 이동하였을 때 칼코겐의 반응을 제어하기 어려울 수 있다. 상기 온도 제어부는 일반적인 전기 장치로 구성되어, 지정된 온도의 변경, 유지 등이 가능할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예를 따르는 칼코겐화 열처리 장치는 상기 버퍼 영역과 반응 영역 사이에 칼코겐 기체의 이동을 방지하는 실링부를 더 포함할 수 있다.
상기 실링부는 밀폐시키는 일반적인 구성인 오링(O-RING)을 포함하는 피팅부와 같은 구성일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 제1 부는 1 내지 30개일 수 있다.
상기 제1 부가 30개 초과하면, 상기 제1 부 사이의 간격이 너무 좁아 기화된 칼코겐 물질의 이동이 원활하지 않을 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예를 따르는 칼코겐화 열처리 장치(2000)를 도시한 것이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예를 따르는 칼코겐화 열처리 장치는 몸체(2310) 및 상기 몸체 상에 배치되어 칼코겐 물질을 담지하는 칼코겐 담지부(2330)를 포함하는 칼코겐부(2300); 상기 칼코겐부(2300) 상에 배치되고, 기판(100)의 일면을 지지하고, 상기 칼코겐부(2300) 및 기판(100)의 타면 사이에 반응 영역을 형성하는 스테이지(2100); 제1 면이 상기 반응 영역을 마주하도록 배치된 내벽(2200); 상기 스테이지 및 칼코겐부를 가열하는 가열부(2400);를 포함한다.
상기 스테이지, 상기 기판, 상기 내벽, 상기 칼코겐부, 상기 가열부, 상기 칼코겐 담지부, 상기 가스 통로 및 상기 몸체는 앞서 설명한 상기 스테이지, 상기 기판, 상기 내벽, 상기 칼코겐부, 상기 가열부, 상기 칼코겐 담지부, 상기 가스 통로 및 상기 몸체와 동일할 수 있다.
상기 칼코겐부 몸체(2310)는 앞선 도 1, 도 2, 도 3 및 도 4의 형태와 동일 할 수 있다.
상기 칼코겐부 몸체(2310)는 상기 기판에 칼코겐 담지부에서 발생한 가스를 안정적으로 공급할 수 있고, 상기 가스가 반응 영역에서 순환하여 상기 기판과 고르게 반응할 수 있는 형태일 수 있다. 상기 칼코겐부 몸체는 앞서 설명한 바와 같이, 선형,격자형 또는 보트형 형상일 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예를 따르는 칼코겐화 열처리 장치는 기판의 크기가 크지 않을 때는 칼코겐부의 상부에 기판을 배치하여 칼코겐화 열처리를 진행할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예를 따르는 칼코겐화 열처리 장치는 상기 기판을 상부에 고정시키기 위한 흡착 수단을 더 포함할 수 있고, 상기 흡착 수단은 가스 펌프에 연결되어 음압을 가할 수 있다. 이 경우, 스테이지는 기판을 흡착하기 위한 진공이 형성되는 홈 또는 트랜치를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예를 따르는 칼코겐화 열처리 장치에서, 상기 스테이지(2100)는 기판(100)을 고정하기 위한 그리퍼(gripper)를 포함할 수 있다. 상기 그리퍼는 기판을 처리하는 공정에서 기판을 고정하기 위해 일반적으로 사용되는 것일 수 있다.
본 발명의 실시 예를 따르는 칼코겐화 열처리 방법은 기판을 지지하고, 상부 방향으로 칼코겐화 반응이 일어나는 반응 영역을 형성하는 스테이지; 일면이 상기 반응 영역을 마주하도록 배치된 내벽; 상기 반응 영역 상에 배치된 칼코겐부; 상기 스테이지 및 칼코겐부를 가열하는 가열부; 및 상기 스테이지를 상기 반응 영역의 제1 위치 및 제2 위치로 이동하는 이동부;를 포함하고, 상기 칼코겐부는 몸체, 상기 반응 영역으로 상기 몸체의 일부가 연통되어 형성된 가스 통로 및 상기 몸체의일부에 배치되고 칼코겐 물질을 담지하는 복수의 칼코겐 담지부를 포함하는 칼코겐화 열처리 장치를 이용한 칼코겐화 열처리 방법에 있어서,
상기 스테이지 상에 기판을 배치하는 단계; 상기 복수의 칼코겐 담지부 중에서 상기 제1 위치 상에 배치된 칼코겐 담지부에 Se를 담지하는 단계; 상기 복수의 칼코겐 담지부 중에서 상기 제2 위치 상에 배치된 칼코겐 담지부에 S 또는 SexSy (x,y =1~8)를 담지하는 단계; 가열부를 이용하여 상기 스테이지 및 칼코겐부를 가열하는 단계; 및 상기 기판이 배치된 스테이지를 상기 반응 영역 내에서 제1 위치에서 제2 위치로 이동하는 단계;를 포함하는 칼코겐화 열처리 장치를 이용한다.
상기 스테이지 상에 기판을 배치하는 단계는 칼코겐화 반응의 대상층을 배치하는 단계이고, 상기 기판은 유리판재 상에 CuGa/In/Mo 필름들을 증착한 것, 스테인리스 판재 상에 Sn/Cu/Zn/Mo/ZnO 필름들을 순서대로 증착한 것을 사용할 수 있으나, 이에 특별히 제한되지 않고 모재 상에 다양한 필름을 증착한 것을 대상으로 칼코겐화를 할 수 있다.
다음으로 상기 복수의 칼코겐 담지부 중에서 상기 제1 위치 상에 배치된 칼코겐 담지부에 Se를 담지하는 단계는, 칼코겐화 열처리의 소스 물질인 Se를 상기 제1 위치 상에 배치된 칼코겐 담지부에 담지하는 단계이다.
상기 셀렌(Se)은 고상, 액상 또는 기상 상태일 수 있고, 이에 특별히 제한되지 않는다.
상기 복수의 칼코겐 담지부 중에서 상기 제2 위치 상에 배치된 칼코겐 담지부에 S 또는 SexSy (x,y =1~8)를 담지하는 단계는, 황의 소스 물질인 S 또는 SexSy를 제2 위치 상에 배치된 칼코겐 담지부에 담지하는 단계이다.
상기 S 또는 SexSy 는 고상, 액상 또는 기상 상태일 수 있고, 이에 특별히 제한되지 않는다.
상기 가열부를 이용하여 상기 스테이지 및 칼코겐부를 가열하는 단계는 앞선 상기 복수의 칼코겐 담지부 중에서 상기 제1 위치 상에 배치된 칼코겐 담지부에 Se를 담지하는 단계 및 상기 복수의 칼코겐 담지부 중에서 상기 제2 위치 상에 배치된 칼코겐 담지부에 S 또는 SexSy (x,y =1~8)를 담지하는 단계의 수행과 동시에 수행될 수 있다.
또한, 상기 칼코겐 담지부에 담지된 Se 및 S 또는 SexSy (x,y =1~8)의 칼코겐 물질별 기화에 적정 온도가 다르기 때문에 상기 가열하는 단계는 온도가 독립적으로 제어될 수 있다.
상기 기판이 배치된 스테이지를 상기 반응 영역 내에서 제1 위치에서 제2 위치로 이동하는 단계는, 상기 기판에서의 반응을 균일하게 제어하기 위한 단계로 제1 위치에서의 이동 속도 및 제2 위치에서의 이동 속도를 독립적으로 제어할 수 있다.
또한, 제1 위치에서 제2 위치로 이동 후 제2 위치에서 다시 제1 위치로 이동하는 등 필요에 따라 특정 위치에 제한되지 않고 왕복이동을 할 수 있다.
본 발명의 실시 예를 따르는 칼코겐화 열처리 방법은 제1 위치에서는 Se가 풍부하게 형성되는 칼코겐화 열처리를 수행하고, 제2 위치에서는 S가 풍부하게 형성되는 칼코겐화 열처리를 수행함으로써, 이에 의해 제조된 칼코겐 화합물 박막은 Se와 S의 깊이 방향 분포를 제어하는 것이 가능할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예를 따르는 칼코겐화 열처리 방법은 기판을 지지하고, 상부 방향으로 칼코겐화 반응이 일어나는 반응 영역을 형성하는 스테이지; 일면이 상기 반응 영역을 마주하도록 배치된 내벽; 상기 반응 영역 상에 배치된 칼코겐부; 상기 스테이지 및 칼코겐부를 가열하는 가열부; 상기 스테이지를 상기 반응 영역의 제1 위치 및 제2 위치로 이동하는 이동부; 상기 내벽의 타면 상에 배치된 버퍼영역;를 포함하고, 상기 칼코겐부는 몸체, 상기 반응 영역으로 상기 몸체의 일부가 연통되어 형성된 가스 통로 및 상기 몸체의 일부에 배치되고 칼코겐 물질을 담지하는 복수의 칼코겐 담지부를 포함하고, 상기 칼코겐부 몸체를 상기 반응 영역 및 버퍼 영역으로 이동하는 이동 수단을 더 포함하는 칼코겐화 열처리 장치를 이용한 칼코겐화 열처리 방법에 있어서,
상기 스테이지 상에 기판을 배치하는 단계; 상기 복수의 칼코겐 담지부에 Se, 및 S 또는 SexSy (x,y =1~8)를 구별하여 담지하는 단계; 가열부를 이용하여 상기 스테이지 및 칼코겐부를 가열하는 단계; 및 상기 칼코겐 담지부 중에서 Se가 담지된 칼코겐 담지부를 상기 반응 영역으로 이동하는 단계; 상기 반응 영역의 가스를 제거하는 단계; 및 상기 칼코겐 담지부 중에서 S 또는 SexSy (x,y =1~8)가 담지된 칼코겐 담지부를 상기 반응 영역으로 이동하는 단계;를 포함하는 칼코겐화 열처리 장치를 이용한다.
상기 스테이지 상에 기판을 배치하는 단계에서, 상기 기판은 유리판재 상에 CuGa/In/Mo 필름들을 증착한 것, 스테인리스 판재 상에 Sn/Cu/Zn/Mo/ZnO 필름들을 순서대로 증착한 것을 사용할 수 있으나, 이에 특별히 제한되지 않고 모재 상에 다양한 필름을 증착한 것을 대상으로 칼코겐화를 할 수 있다.
상기 복수의 칼코겐 담지부에 Se, 및 S 또는 SexSy (x,y =1~8)를 구별하여 담지하는 단계에서, 예를 들어 제1 칼코겐 담지부, 제2 칼코겐 담지부 또는 제3 칼코겐 담지부에는 S를 담지할 수 있고, 제4 칼코겐 담지부, 제5 칼코겐 담지부 또는 제6 칼코겐 담지부에는 Se를 담지할 수 있고, 이에 특별히 제한되지 않고 담지될 수 있다.
가열부를 이용하여 상기 스테이지 및 칼코겐부를 가열하는 단계에서, 앞선 상기 복수의 칼코겐 담지부에 Se, 및 S 또는 SexSy (x,y =1~8)를 구별하여 담지하는 단계에서 담지된 칼코겐 물질 별 기화온도가 다르기 때문에 이에 맞추어 적정 온도로 가열할 수 있다.
상기 칼코겐 담지부 중에서 Se가 담지된 칼코겐 담지부를 상기 반응 영역으로 이동하는 단계에서, 상기 칼코겐 담지부 중에서 Se가 담지된 칼코겐 담지부를 상기 버퍼 영역에서 상기 반응 영역으로 이동하고, 가열부에 의한 가열로 Se을 기화하고, Se을 포함하는 화합물 막을 형성하는 단계이다.
상기 반응 영역의 가스를 제거하는 단계는 앞선 단계에서의 잔여 칼코겐 소스를 제거하기 위해 상기 반응 영역의 압력을 낮추어 수행될 수 있고, 불활성 가스인 아르곤을 주입하여 수행될 수 있다.
상기 칼코겐 담지부 중에서 S 또는 SexSy (x,y =1~8)가 담지된 칼코겐 담지부를 상기 반응 영역으로 이동하는 단계에서, 상기 칼코겐 담지부 중에서 S 또는 SexSy (x,y =1~8)가 담지된 칼코겐 담지부를 상기 버퍼 영역에서 상기 반응 영역으로 이동하고, 가열부에 의한 가열로 S을 기화하고, S을 포함하는 화합물 막을 형성하는 단계이다.
앞선 상기 가열부를 이용하여 상기 스테이지 및 칼코겐부를 가열하는 단계, 상기 칼코겐 담지부 중에서 Se가 담지된 칼코겐 담지부를 상기 반응 영역으로 이동하는 단계, 상기 반응 영역의 가스를 제거하는 단계, 및 상기 칼코겐 담지부 중에서 S 또는 SexSy (x,y =1~8)가 담지된 칼코겐 담지부를 상기 반응 영역으로 이동하는 단계는 순서에 구애받지 않고, 수행될 수 있다.
예를 들어, 상기 칼코겐 담지부 중에서 S 또는 SexSy (x,y =1~8)가 담지된 칼코겐 담지부를 상기 반응 영역으로 이동하는 단계가 먼저 수행된 후 상기 가열부를 이용하여 상기 스테이지 및 칼코겐부를 가열하는 단계가 수행되고, 상기 반응 영역의 가스를 제거하는 단계, 상기 칼코겐 담지부 중에서 Se가 담지된 칼코겐 담지부를 상기 반응 영역으로 이동하는 단계, 상기 가열부를 이용하여 상기 스테이지 및 칼코겐부를 가열하는 단계가 수행될 수 있다.
또한, 상기 가열부를 이용하여 상기 스테이지 및 칼코겐부를 가열하는 단계, 상기 칼코겐 담지부 중에서 Se가 담지된 칼코겐 담지부를 상기 반응 영역으로 이동하는 단계, 상기 반응 영역의 가스를 제거하는 단계, 및 상기 칼코겐 담지부 중에서 S 또는 SexSy (x,y =1~8)가 담지된 칼코겐 담지부를 상기 반응 영역으로 이동하는 단계는 수차례 반복되어 수행될 수 있다.
본 발명은 상술한 실시 형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.
100: 기판
1000: 칼코겐화 열처리 장치
1100: 스테이지
1200: 내벽
1300: 칼코겐부
1310: 칼코겐부 몸체
1320: 칼코겐부 가스 통로
1330: 칼코겐 담지부
1400: 가열부
1500: 버퍼부
1510: 가이드바
1520: 피드스루
1530: 버퍼영역
2000: 칼코겐화 열처리 장치
2100: 스테이지
2200: 내벽
2300: 칼코겐부
2310: 칼코겐부 몸체
2320: 칼코겐부 가스 통로
2330: 칼코겐 담지부
2400: 가열부

Claims (23)

  1. 기판을 지지하고, 상부 방향으로 칼코겐화 반응이 일어나는 반응 영역을 형성하는 스테이지;
    일 면이 상기 반응 영역을 마주하도록 배치된 내벽;
    상기 반응 영역 상에 배치된 칼코겐부;
    상기 스테이지 및 칼코겐부를 가열하는 가열부; 및
    상기 내벽의 타면 상에 배치된 버퍼 영역을 포함하고,
    상기 칼코겐부는 몸체, 상기 반응 영역으로 상기 몸체의 일부가 연통되어 형성된 가스 통로 및 상기 몸체의 일부에 배치되고 칼코겐 물질을 담지하는 칼코겐 담지부를 포함하고,
    상기 칼코겐부는 상기 내벽을 통해 상기 반응 영역 및 버퍼 영역을 이동할 수 있는 칼코겐화 열처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 칼코겐 담지부는 상기 가스 통로의 적어도 일부를 둘러싸도록 배치된 칼코겐화 열처리 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 칼코겐 담지부는 상기 몸체의 일부가 함몰된 형상으로 배치된 홈 또는 트렌치인 칼코겐화 열처리 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 몸체는 제1 방향으로 연장되어 형성된 복수의 제1 부를 포함하고, 상기 가스 통로는 상기 제1 부 사이에 배치되고, 상기 칼코겐 담지부는 상기 제1 부 일부가 함몰된 형상으로 배치된 트랜치인 칼코겐화 열처리 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 몸체는 제1 방향으로 연장되어 형성된 복수의 제1 부 및 제2 방향으로 연장되어 형성된 복수의 제2 부가 교차 배치하여 격자 형상을 이루고, 상기 가스 통로는 상기 제1 부 및 제2 부에 의해 형성된 격자 형상 사이에 배치되고, 상기 칼코겐 담지부는 상기 제1 부 및 제2 부의 일부가 함몰된 형상으로 배치된 트랜치인 칼코겐화 열처리 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 칼코겐 담지부는 상기 몸체 상에 일정한 간격을 두고 배치된 홈인 칼코겐화 열처리 장치.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 칼코겐부의 몸체는 상기 내벽의 일면에 수직한 방향으로 연장되어 형성된 복수의 제1 부를 포함하고, 상기 가스 통로는 상기 제1 부 사이에 배치되고, 상기 칼코겐 담지부는 상기 제1 부 일부가 함몰된 형상으로 배치되고,
    상기 몸체가 이동하는 방향을 특정하는 가이드바를 더 포함하고,
    상기 칼코겐부는 상기 가이드바를 따라 상기 반응 영역 및 버퍼 영역을 이동하는 칼코겐화 열처리 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 스테이지를 상기 반응 영역에 수평한 방향으로 이동하는 스테이지 이동부를 더 포함하는 칼코겐화 열처리 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 가열부는 상기 반응 영역을 25℃ 내지 600℃으로 가열하는 칼코겐화 열처리 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 반응 영역의 압력을 조절하는 압력부를 더 포함하고,
    상기 압력부는 상기 반응 영역의 압력을 1 Torr 내지 1520 Torr로 제어하는 칼코겐화 열처리 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 칼코겐부를 상기 반응 영역에 수평한 방향으로 이동하는 칼코겐부 이동부를 더 포함하는 칼코겐화 열처리 장치.
  13. 제4항에 있어서,
    상기 칼코겐 담지부 중 제1 방향으로의 길이는 상기 스테이지 상에 기판이 배치되는 영역 중 제1 방향의 길이 보다 긴 칼코겐화 열처리 장치.
  14. 제4항에 있어서,
    상기 제1 부는 1 내지 30개인 칼코겐화 열처리 장치.
  15. 제8항에 있어서,
    상기 칼코겐 담지부 중 제1 방향으로의 길이는 상기 스테이지 상에 기판이 배치되는 영역 중 제1 방향의 길이 보다 긴 칼코겐화 열처리 장치.
  16. 제8항에 있어서,
    상기 제1 부는 1 내지 30개인 칼코겐화 열처리 장치.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 버퍼 영역의 온도를 제어하는 버퍼 영역 온도제어부를 더 포함하는 칼코겐화 열처리 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 버퍼 영역 온도제어부는 상기 버퍼 영역의 온도를 25℃ 내지 300℃로 제어하는 칼코겐화 열처리 장치.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 칼코겐부의 칼코겐 담지부 및 외부의 칼코겐 공급탱크와 연결되어 상기 칼코겐 공급탱크의 칼코겐 물질을 상기 칼코겐 담지부로 이동하는 칼코겐 연결라인; 및
    상기 칼코겐 연결라인을 가열하는 칼코겐 연결라인 가열부;를 더 포함하는 칼코겐화 열처리 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 칼코겐 연결라인 가열부는 상기 칼코겐 연결라인을 200 내지 400℃로 가열하는 칼코겐화 열처리 장치.
  21. 몸체 및 상기 몸체 상에 배치되어 칼코겐 물질을 담지하는 칼코겐 담지부를 포함하는 칼코겐부;
    상기 칼코겐부 상에 배치되고, 기판의 일면을 지지하고, 상기 칼코겐부 및 기판의 타면 사이에 반응 영역을 형성하는 스테이지;
    제1 면이 상기 반응 영역을 마주하도록 배치된 내벽;
    상기 스테이지 및 칼코겐부를 가열하는 가열부; 및
    상기 내벽의 타면 상에 배치된 버퍼 영역;을 포함하고,
    상기 칼코겐부는 상기 내벽을 통해 상기 반응 영역 및 버퍼 영역을 이동할 수 있는 칼코겐화 열처리 장치.
  22. 기판을 지지하고, 상부 방향으로 칼코겐화 반응이 일어나는 반응 영역을 형성하는 스테이지; 일면이 상기 반응 영역을 마주하도록 배치된 내벽; 상기 반응 영역 상에 배치된 칼코겐부; 상기 스테이지 및 칼코겐부를 가열하는 가열부; 및 상기 스테이지를 상기 반응 영역의 제1 위치 및 제2 위치로 이동하는 이동부;를 포함하고, 상기 칼코겐부는 몸체, 상기 반응 영역으로 상기 몸체의 일부가 연통되어 형성된 가스 통로 및 상기 몸체의 일부에 배치되고 칼코겐 물질을 담지하는 복수의 칼코겐 담지부를 포함하는 칼코겐화 열처리 장치를 이용한 칼코겐화 열처리 방법에 있어서,
    상기 스테이지 상에 기판을 배치하는 단계;
    상기 복수의 칼코겐 담지부 중에서 상기 제1 위치 상에 배치된 칼코겐 담지부에 Se를 담지하는 단계;
    상기 복수의 칼코겐 담지부 중에서 상기 제2 위치 상에 배치된 칼코겐 담지부에 S 또는 SexSy (x,y =1~8)를 담지하는 단계;
    가열부를 이용하여 상기 스테이지 및 칼코겐부를 가열하는 단계; 및
    상기 기판이 배치된 스테이지를 상기 반응 영역 내에서 제1 위치에서 제2 위치로 이동하는 단계;를 포함하는 칼코겐화 열처리 장치를 이용한 칼코겐화 열처리 방법.
  23. 기판을 지지하고, 상부 방향으로 칼코겐화 반응이 일어나는 반응 영역을 형성하는 스테이지; 일면이 상기 반응 영역을 마주하도록 배치된 내벽; 상기 반응 영역 상에 배치된 칼코겐부; 상기 스테이지 및 칼코겐부를 가열하는 가열부; 상기 스테이지를 상기 반응 영역의 제1 위치 및 제2 위치로 이동하는 이동부; 상기 내벽의 타면 상에 배치된 버퍼영역;를 포함하고, 상기 칼코겐부는 몸체, 상기 반응 영역으로 상기 몸체의 일부가 연통되어 형성된 가스 통로 및 상기 몸체의 일부에 배치되고 칼코겐 물질을 담지하는 복수의 칼코겐 담지부를 포함하고, 상기 칼코겐부 몸체를 상기 반응 영역 및 버퍼 영역으로 이동하는 이동 수단을 더 포함하는 칼코겐화 열처리 장치를 이용한 칼코겐화 열처리 방법에 있어서,
    상기 스테이지 상에 기판을 배치하는 단계;
    상기 복수의 칼코겐 담지부에 Se, 및 S 또는 SexSy (x,y =1~8)를 구별하여 담지하는 단계;
    상기 가열부를 이용하여 상기 스테이지 및 칼코겐부를 가열하는 단계;
    상기 칼코겐 담지부 중에서 Se가 담지된 칼코겐 담지부를 상기 반응 영역으로 이동하는 단계;
    상기 반응 영역의 가스를 제거하는 단계; 및
    상기 칼코겐 담지부 중에서 S 또는 SexSy (x,y =1~8)가 담지된 칼코겐 담지부를 상기 반응 영역으로 이동하는 단계;를 포함하는 칼코겐화 열처리 장치를 이용한 칼코겐화 열처리 방법.




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