KR20110100428A - Nano device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 동일한 결정 방향을 갖는 탄소층 어레이를 이용하여 제작된 나노 디바이스에 관한 것이다.
본 발명에 따른 나노 디바이스는 전기회로가 배치된 기판과 상기 기판 위에 위치하고, 탄소원자가 서로 연결돼 벌집모양의 평면구조를 갖는 하나의 층으로 구성된 그래핀과 둘 이상의 층으로 구성된 단결정 흑연을 포함하며, 동일한 결정 방향을 갖는 탄소층 어레이를 포함하는 것으로서, 여러 전자 소자의 집적화가 가능한 효과가 있으며, 탄소층 전자 소자 어레이를 대면적으로 손쉽게 제조할 수도 있다.The present invention relates to nanodevices fabricated using carbon layer arrays having the same crystal orientation.
According to the present invention, a nano device includes a substrate on which an electric circuit is disposed and graphene composed of one layer having a honeycomb planar structure having carbon atoms connected to each other, and single crystal graphite composed of two or more layers. By including a carbon layer array having the same crystal direction, there is an effect that can be integrated of several electronic devices, it is also possible to easily manufacture a large area carbon layer electronic device array.
Description
본 발명은 나노 디바이스에 관한 것으로, 보다 상세하게는 동일한 결정 방향을 갖는 탄소층 어레이를 이용하여 제작된 나노 디바이스에 관한 것이다.The present invention relates to a nano device, and more particularly to a nano device fabricated using a carbon layer array having the same crystal orientation.
그래핀(Graphene)은 우수한 전기적인 특성, 기계적 특성을 가지고 있기 때문에, 많은 관심의 대상이 되고 있다. 이러한 그래핀을 이용해서 전자 소자를 제조하기 위해서는, 원하는 위치에 그래핀을 배열하는 방법이 매우 중요하다. Graphene has attracted much attention because of its excellent electrical and mechanical properties. In order to manufacture an electronic device using such graphene, a method of arranging graphene at a desired position is very important.
하지만 그래핀은 대면적으로 균일하게 제조하기 어려운 단점이 있다. 이러한 문제점을 극복하기 위해서는 작은 면적에서 만들어진 그래핀 어레이(Graphene array)를 이용하면 된다. However, graphene has a disadvantage in that it is difficult to manufacture uniformly in large areas. To overcome this problem, a graphene array made in a small area can be used.
이러한 그래핀 어레이를 이용하면 대면적으로 그래핀을 만들지 않더라도 소자의 집적화가 가능해진다. The graphene array enables device integration even without large-scale graphene.
하지만 그래핀은 방향에 따라 전기적 특성이 달라지기 때문에 동일한 효과를 내는 전자소자를 집적화하기 위해서는 같은 그래핀을 결정축 방향이 동일하게 배열하는 방법이 매우 중요하다. However, since graphene has different electrical characteristics according to directions, it is very important to arrange the same graphene in the same crystal axis direction in order to integrate electronic devices having the same effect.
하지만 종래의 기술로는 탄소원자가 서로 연결돼 벌집모양의 평면구조를 갖는 하나의 층으로 구성된 그래핀과 둘 이상의 층으로 구성된 단결정 흑연(이하 "탄소층")의 결정축 방향을 동일하게 기판 위에 배열하는 방법은 아직 개발되지 않고 있는 실정이다. However, in the related art, carbon atoms are connected to each other to arrange the crystal axis directions of graphene composed of one layer having a honeycomb planar structure and single crystal graphite composed of two or more layers (hereinafter referred to as "carbon layer") on the substrate. The method is not yet developed.
종래의 기술을 이용해서 탄소층을 만드는 방법은 전이금속을 코팅한 기판 위에 성장하거나, 흑연 분말을 떼어내어 만드는 방법이 있다. 수 마이크로 미터 크기의 탄소층을 이용해서 개별 전자 소자를 제작할 수 있으며, 우수한 전기적인 특성을 보이는 것을 확인하였다. 하지만, 종래의 방법으로는 전자소자 집적화(integrated electronic circuit)를 이루기 어렵다. The conventional method of making a carbon layer is a method of growing on a substrate coated with a transition metal or by removing graphite powder. Individual microelectronic devices can be fabricated using a carbon layer of several micrometers in size, and have shown excellent electrical properties. However, it is difficult to achieve an integrated electronic circuit by the conventional method.
도 1에 도시된 바와 같이, 단결정 전자 소자의 전기적 특성은 결정축 방향에 따라 달라지기 때문에, 기판에 임의의 결정축 방향으로 배열된 탄소층 어레이는 개별의 전기적인 특성이 모두 다르게 된다. As shown in FIG. 1, since the electrical characteristics of the single crystal electronic device vary depending on the crystal axis direction, the carbon layer array arranged in the arbitrary crystal axis direction on the substrate has different individual electrical characteristics.
따라서, 종래의 기술을 이용해서 단일 전자 소자를 제조할 수는 있지만, 균일한 전기적인 특성을 기본으로 하는 집적회로를 제작할 수 없다.Thus, although a single electronic device can be manufactured using conventional techniques, integrated circuits based on uniform electrical characteristics cannot be manufactured.
이를 해결하기 위해서, 도 2에 도시된 바와 같이, 대면적 탄소층을 제작하고, 식각 과정을 통해서 동일한 결정축 방향을 가지는 탄소층 어레이를 제작할 수 있다.In order to solve this problem, as illustrated in FIG. 2, a large area carbon layer may be manufactured, and a carbon layer array having the same crystal axis direction may be manufactured through an etching process.
상기 도1 및 도2에서 도면부호 100은 탄소층, 110은 소스전극, 120은 드레인전극을 나타낸 것이다.1 and 2,
하지만, 종래의 방법으로 제작할 수 있는 단결정 흑연의 크기는 수 마이크로 미터로 제한된다. 이 정도의 크기를 가지는 탄소층 어레이의 집적도는 실리콘 전자 소자의 집적도를 따라갈 수 없다.However, the size of single crystal graphite that can be produced by conventional methods is limited to a few micrometers. The degree of integration of a carbon layer array with this size cannot match the density of silicon electronic devices.
상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 한 기판 위에 결정 방향이 동일한 탄소층 어레이를 제시함으로써, 여러 전자 소자의 집적화가 가능하도록 하는 어레이 구조를 이용한 나노 디바이스를 제공함에 있다.An object of the present invention for solving the above problems of the prior art is to provide a nano-device using an array structure that allows the integration of several electronic devices by presenting a carbon layer array of the same crystal direction on one substrate.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 나노 디바이스는, 전기회로가 배치된 기판; 및 상기 기판 위에 위치하고, 탄소원자가 서로 연결돼 벌집모양의 평면구조를 갖는 하나의 층으로 구성된 그래핀과 둘 이상의 층으로 구성된 단결정 흑연을 포함하며, 동일한 결정 방향을 갖는 탄소층 어레이를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.Nano-device for achieving the above object of the present invention, the electric circuit is disposed; And a single crystal graphite having two or more layers and graphene composed of one layer having a honeycomb planar structure with carbon atoms connected to each other, and having a same crystal orientation. It is characterized by.
하나의 예로서, 상기 탄소층 어레이는 상기 기판과 결정축 방향이 상호 동일한 것을 특징으로 한다.As an example, the carbon layer array may have the same crystal axis direction as the substrate.
하나의 예로서, 상기 탄소층 어레이는 직경이 1nm ~ 10cm로 조절 가능한 것을 특징으로 한다.As one example, the carbon layer array is characterized in that the diameter is adjustable to 1nm ~ 10cm.
하나의 예로서, 상기 탄소층 어레이는 하나 이상으로 구성될 수 있으며, 상호 이격된 구조를 갖는 것을 특징으로 한다.As one example, the carbon layer array may be composed of one or more, characterized in that having a structure spaced apart from each other.
하나의 예로서, 상기 탄소층 어레이는 동일한 모양 또는 서로 다른 모양의 형태로 기판 위에 배열되는 것을 특징으로 한다.As one example, the carbon layer array is characterized in that arranged on the substrate in the same shape or different shapes.
하나의 예로서, 상기 기판은 단결정 실리콘으로 이루어진 것을 특징으로 한다.As one example, the substrate is characterized in that made of single crystal silicon.
하나의 예로서, 상기 기판의 형상은 평평한 구조 및 요철 구조중 어느 하나로 형성된 것을 특징으로 한다.As one example, the shape of the substrate is characterized in that formed of any one of a flat structure and uneven structure.
하나의 예로서, 상기 단결정 흑연을 성장할 수 있도록 하는 물질로 이루어진 씨드층을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.As an example, the method may further include a seed layer made of a material capable of growing the single crystal graphite.
하나의 예로서, 상기 씨드층으로부터 탄소층 어레이가 성장되는 것을 특징으로 한다.As an example, the carbon layer array is grown from the seed layer.
하나의 예로서, 상기 단결정 흑연을 성장할 수 있도록 하는 물질로 이루어진 씨드층과 상기 기판과 씨드층 사이에 형성된 단결정층을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.As an example, the method may further include a seed layer made of a material capable of growing the single crystal graphite, and a single crystal layer formed between the substrate and the seed layer.
하나의 예로서, 상기 단결정층은 질화 갈륨, 질화 알루미늄, 질화 인듐, 질화 티타늄 및 실리콘 카바이드로부터 선택된 하나 이상의 원소가 포함된 것을 특징으로 한다.As one example, the single crystal layer is characterized in that it comprises one or more elements selected from gallium nitride, aluminum nitride, indium nitride, titanium nitride and silicon carbide.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 나노 디바이스는 또한, 전기회로가 배치된 기판; 상기 기판 위에 위치하고, 탄소원자가 서로 연결돼 벌집모양의 평면구조를 갖는 하나의 층으로 구성된 그래핀과 둘 이상의 층으로 구성된 단결정 흑연을 포함하며, 동일한 결정 방향을 갖는 탄소층 어레이; 및 상기 탄소층 어레이상에 형성된 소스 전극 및 드레인 전극을 포함하여 구성되는것을 특징으로 한다.Nano-device for achieving the above object of the present invention, the electrical circuit is disposed; An array of carbon layers disposed on the substrate, the graphene comprising one layer having carbon atoms connected to each other and having a honeycomb planar structure, and single crystal graphite composed of two or more layers, the carbon layer array having the same crystal direction; And a source electrode and a drain electrode formed on the carbon layer array.
하나의 예로서, 상기 소스전극 및 드레인 전극의 전도성은 탄소층의 전도성보다 높은 것을 특징으로 한다.As an example, the conductivity of the source electrode and the drain electrode may be higher than that of the carbon layer.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 나노 디바이스는 또한, 전기회로가 배치된 기판; 상기 기판 위에 위치하고, 탄소원자가 서로 연결돼 벌집모양의 평면구조를 갖는 하나의 층으로 구성된 그래핀과 둘 이상의 층으로 구성된 단결정 흑연을 포함하며, 동일한 결정 방향을 갖는 탄소층 어레이; 상기 탄소층 어레이에 형성된 소스 전극 및 드레인 전극; 유전체층; 및 게이트 전극을 포함하여 구성되는것을 특징으로 한다.Nano-device for achieving the above object of the present invention, the electrical circuit is disposed; An array of carbon layers disposed on the substrate, the graphene comprising one layer having carbon atoms connected to each other and having a honeycomb planar structure, and single crystal graphite composed of two or more layers, the carbon layer array having the same crystal direction; A source electrode and a drain electrode formed on the carbon layer array; Dielectric layers; And a gate electrode.
하나의 예로써, 상기 유전체층은 상기 소스 전극 및 드레인 전극과 상기 게이트 전극을 절연시키는 것을 특징으로 한다.As an example, the dielectric layer may insulate the source electrode and the drain electrode from the gate electrode.
상기와 같은 구성에 의하여 본 발명에 따른 나노 디바이스는 전기회로가 배치된 기판과 상기 기판 위에 위치하고, 탄소원자가 서로 연결돼 벌집모양의 평면구조를 갖는 하나의 층으로 구성된 그래핀과 둘 이상의 층으로 구성된 단결정 흑연을 포함하며, 동일한 결정 방향을 갖는 탄소층 어레이를 포함하도록 함으로서, 여러 전자 소자의 집적화가 가능한 효과가 있으며, 또한 탄소층 전자 소자 어레이를 대면적으로 손쉽게 제조할 수도 있다.According to the above configuration, the nano-device according to the present invention includes a substrate on which an electric circuit is disposed and a graphene composed of one layer having a honeycomb planar structure with carbon atoms connected to each other, and having two or more layers. By including a single crystal graphite, and by including a carbon layer array having the same crystal direction, there is an effect that can be integrated of several electronic devices, it is also possible to easily manufacture a large area of the carbon layer electronic device array.
도 1은 서로 다른 결정 축을 갖는 전자 소자를 나타낸 도면.
도 2는 동일한 결정 축을 갖는 탄소층 어레이를 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 탄소층 어레이를 기판에 평행한 결정축 방향이 동일하게 배열된 예를 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 탄소층 어레이가 일방향으로 배열된 예를 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 탄소층 어레이가 무작위한 방향으로 배열된 예를 나타낸 도면.
도 6는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 탄소층 어레이가 서로 다른 간격으로 구성된 예를 나타낸 도면.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 일정 모양을 갖는 탄소층 어레이를 구성한 예를 나타낸 도면.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 기판상에 형성된 탄소층 어레이의 단면도.
도 9는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 씨드층을 더 포함하는 나노 디바이스의 구성을 나타낸 단면도.
도 10은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 단결정을 더 포함하는 나노 디바이스의 구성을 나타낸 단면도.
도 11은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 기판에 형성된 탄소층 어레이의 생성과정을 나타낸 단면 순서도.
도 12는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 요철 형상의 기판 위에 형성된 탄소층 어레이로 구성된 나노 디바이스의 생성 과정을 나타낸 단면 순서도.
도 13은 본 발명의 바람직한 다른 실시 예에 따른 마스크층을 포함하는 탄소층 어레이로 구성된 나노 디바이스의 생성 과정을 나타낸 단면 순서도.
도 14 및 도 15는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 나노 디바이스의 구성을 나타낸 도면.1 illustrates an electronic device having different crystal axes.
2 shows a carbon layer array having the same crystal axis.
3 is a view showing an example in which the direction of the crystal axis parallel to the substrate in the carbon layer array according to a preferred embodiment of the present invention.
4 is a view showing an example in which the carbon layer array is arranged in one direction according to a preferred embodiment of the present invention.
5 is a view showing an example in which the carbon layer array is arranged in a random direction according to a preferred embodiment of the present invention.
6 is a diagram illustrating an example in which carbon layer arrays are configured at different intervals according to a preferred embodiment of the present invention.
7 is a view showing an example of configuring a carbon layer array having a predetermined shape according to a preferred embodiment of the present invention.
8 is a cross-sectional view of an array of carbon layers formed on a substrate in accordance with a preferred embodiment of the present invention.
9 is a cross-sectional view showing the configuration of a nano device further comprising a seed layer according to an embodiment of the present invention.
10 is a cross-sectional view showing the configuration of a nano-device further comprising a single crystal according to a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a cross-sectional flowchart illustrating a process of generating a carbon layer array formed on a substrate according to a preferred embodiment of the present invention. FIG.
12 is a cross-sectional flow chart showing a process of generating a nano device consisting of an array of carbon layers formed on a concave-convex substrate in accordance with a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a cross-sectional flowchart illustrating a process of generating a nano device including a carbon layer array including a mask layer according to another exemplary embodiment of the present invention. FIG.
14 and 15 are views showing the configuration of a nano device according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 실시 예를 도 3 내지 도 15에 의해 상세하게 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 3 to 15.
이러한 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다.These examples are merely to illustrate the invention, but the invention is not limited thereto.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소층 어레이를 기판에 평행한 결정축 방향 (a, b 축 결정 방향)이 동일하게 배열된 예를 개략적으로 나타낸다. 도 3의 단결정 그래파이트 또는 그래핀 어레이는 실제로는 매우 작으므로, 도 3에는 이를 확대하여 나타낸다. FIG. 3 schematically illustrates an example in which a carbon layer array according to an embodiment of the present invention is arranged in the same crystal axis directions (a, b axis crystal directions) parallel to a substrate. Since the single crystal graphite or graphene array of FIG. 3 is actually very small, it is enlarged in FIG. 3.
도 3에서 도시한 바와 같이, 나노 디바이스는 기판(200)에 평행한 결정축 방향이 상호 동일하게 배열된 탄소층 어레이(100)를 포함한다. 또한, 단결정 그라파이트 또는 그라핀 어레이의 한 변의 길이는 1 nm ~ 10 cm로 조절이 가능하다.As shown in FIG. 3, the nano device includes a
또한 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 탄소층 어레이(100)는 임의의 모양(삼각형, 사각형, 오각형, 육각형, 원 등)으로 기판(200)상에 배열된 것을 특징으로 한다.In addition, as shown in Figure 3, the
도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 탄소층 어레이(100)는 복수의 탄소층 어레이(100)로 구성되고, 상기 복수의 탄소층 어레이(100)는 상호 이격된 구조를 가진다. 또한, 상기 탄소층 어레이(100)는 무작위한 방향 또는 일 방향으로 배열되고, 그 결정축 방향은 동일함을 특징으로 한다. 또한, 탄소층 어레이(100) 사이의 거리는 일정한 값을 가질 수도 있으며, 일정하지 않은 값을 가질 수도 있다(도6 참조).4 and 5, the
또한, 도 7에 도시한 바와 같이, 나노 디바이스는 일정한 모양을 가진 탄소층 어레이(100)를 포함할 수 있다.In addition, as shown in FIG. 7, the nano device may include a
도 8에 도시한 바와 같이, 기판(200)은 단결정 물질인 실리콘(silicon)인 것을 특징으로 하며, 평평한 기판(200)에 탄소층 어레이(100)를 제조할 수 있을 뿐만 아니라(도 8의 (a)참조)), 반복된 요철 구조에도 탄소층 어레이(100)를 제조할 수 있다(도 8의 (b)참조)).As shown in FIG. 8, the
도 9에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 결정 방향이 동일한 탄소층 어레이구조를 갖는 나노 디바이스는 기판(200) 및 탄소층 어레이(100) 사이에 위치하는 씨드층(300)을 더 포함하고, 씨드층(300)은 단결정 흑연을 성장할 수 있게 만드는 물질을 포함한다.As shown in FIG. 9, a nano device having a carbon layer array structure having the same crystal direction according to an embodiment of the present invention may be formed by using the
탄소층 어레이(100)는 씨드층(300)으로부터 성장할 수 있다. The
도 10에 도시한 바와 같이, 또한 본 발명의 일 실시 예에 따른 결정 축 방향이 동일한 탄소층 어레이 구조를 갖는 나노디바이스는 씨드층(300)과 기판(200) 사이에 단결정층(400)을 더 포함하고, 단결정층(400) 물질은 임의의 크기와 모양을 가지며, 단결정층(400)에서 성장한 씨드층(300)도 역시 단결정층(400)으로 성장하는 것을 특징으로 한다. 단결정층(400)은 질화 갈륨, 질화 알루미늄, 질화 인듐, 질화 티타늄 및 실리콘 카바이드로부터 선택된 하나 이상의 원소를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 10, a nanodevice having a carbon layer array structure having the same crystal axial direction according to an embodiment of the present invention further includes a
이하에서는 도 11 내지 도 13를 참조하여 본 발명의 여러 실시예에 따른 탄소층 어레이 구조의 생성과정을 설명한다.Hereinafter, a process of generating a carbon layer array structure according to various embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 11 to 13.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소층 어레이 구조를 나타낸다.11 illustrates a carbon layer array structure according to an embodiment of the present invention.
도 11을 참조하면, 기판(200)상에 단결정층(400) 필름을 성장하고 식각 과정을 통해서 임의의 모양, 크기, 간격, 배열을 가지는 단결정층(400) 구조물을 형성한다.Referring to FIG. 11, a
이렇게 성장한 단결정층(400) 구조물 상에 씨드층(300)을 증착한 뒤, 탄소층 어레이(100)를 제조할 수 있다. 단결정층(400) 구조물의 크기는 씨드층(300)이 단결정층(400)으로 형성될 수 있는 크기로 조절할 수 있으며, 상기 씨드층(300)에서 성장하는 탄소층은 기판(200)에 평행한 결정축 방향이 상호 동일하다.After the
도 12를 참조하면, 또 다른 실시예에서, 식각 과정을 통해서 기판(200) 상에 임의의 모양, 크기, 간격, 배열을 가지는 요철 구조물을 형성한다. 이후에 단결정층(400) 필름을 증착하면, 요철 구조를 가지는 단결정층(400) 구조물을 형성한다. 단결정층(400) 구조물 상에 씨드층(300)을 증착하면, 임의의 크기, 간격, 배열을 가지는 씨드층(300)을 형성할 수 있다. 이 때, 증착된 씨드층(300)은 탄소층으로 성장하며, 상기 씨드층(300)에서 성장하는 탄소층은 기판(200)에 평행한 결정축 방향이 상호 동일하다.Referring to FIG. 12, in another embodiment, an uneven structure having an arbitrary shape, size, spacing, and arrangement is formed on the
도 13를 참조하면, 또 다른 실시예에서, 기판(200)에 마스크층(500)을 형성하고, 식각 과정을 통해서 임의의 모양, 크기, 간격, 배열을 가지는 개구부 어레이를 형성한다. 이렇게 형성한 마스크층(500)에서는 단결정층(400) 물질이 성장하지 않고 기판(200)이 드러난 개구부에서만 단결정층(400) 구조물이 형성된다. 단결정층(400) 구조물 상에 씨드층(300)을 증착한 뒤, 탄소층 어레이(100)를 제조할 수 있다. 단결정층(400) 구조물의 크기는 씨드층(300)이 단결정층(400)으로 형성될 수 있는 크기로 조절할 수 있으며, 상기 씨드층(300)에서 성장하는 탄소층은 기판(200)에 평행한 결정축 방향이 상호 동일하다. Referring to FIG. 13, in another embodiment, a
도시하진 않았지만 또 다른 실시 예에서, 기판(200)에 단결정층(400) 필름을 형성한다. 상기 단결정층(400) 필름에 마스크층을 형성하고, 식각 과정을 통해서 임의의 모양, 크기, 간격, 배열을 가지는 개구부 어레이를 형성한다. 이렇게 형성한 마스크층에서는 단결정층(400) 물질이 성장하지 않고 단결정층(400) 필름이 드러난 개구부에서만 단결정층(400) 구조물이 형성된다. 단결정층(400) 구조물 상에 씨드층(300)을 증착한 뒤, 탄소층 어레이(100)를 제조할 수 있다. 단결정층(400) 구조물의 크기는 씨드층(300)이 단결정층(400)으로 형성될 수 있는 크기로 조절할 수 있으며, 상기 씨드층(300)에서 성장하는 탄소층은 기판(200)에 평행한 결정축 방향이 상호 동일하다.Although not shown, in another embodiment, a
이하에서는 도 14 및 도 15를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소층 어레이를 갖는 나노 디바이스를 설명한다. 도 15를 참조하면, 본 발명의 일실시예를 통해서 형성한 탄소층 어레이(100) 상에 소스 전극(110), 및 드레인 전극(120)을 형성한 전자 소자를 모두 포함한다. Hereinafter, a nano device having a carbon layer array according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 14 and 15. Referring to FIG. 15, an electronic device including both a
소스 전극(110) 및 드레인 전극(120)의 전도성(conductivity)은 탄소층의 전도성보다 높은 것을 특징으로 한다.The conductivity of the
도 16를 참조하면, 본 발명의 일실시예를 통해서 형성한 탄소층 어레이(100) 상에 소스 전극(110), 드레인 전극(120), 유전체층(140), 및 게이트 전극(130)을 형성한 전자 소자를 모두 포함한다. 마찬가지로 소스 전극(110) 및 드레인 전극(120)의 전도성은 탄소층의 전도성보다 높은 것을 특징으로 하며, 상기 유전체층(140)은 소스 전극(110) 및 드레인 전극(120)과 게이트 전극(130)을 절연시킨다.Referring to FIG. 16, the
이상 설명된 내용은 본 발명의 실시 예에 의하여 일례로 설명하였으나, 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며 당업자라면 본 발명의 기술사상을 이탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 범위는 명세서에 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.The above description has been described as an example by the embodiment of the present invention, but is not limited to the above-described embodiment and those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. . Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the detailed description in the specification but should be defined by the claims.
100 : 탄소층 110 : 소스 전극
120 : 드레인 전극 130 : 게이트 전극
140 : 유전체층 200 : 기판
300 : 씨드층 400 : 단결정층
500 : 마스크층100: carbon layer 110: source electrode
120 drain electrode 130 gate electrode
140: dielectric layer 200: substrate
300: seed layer 400: single crystal layer
500 mask layer
Claims (15)
상기 기판 위에 위치하고, 탄소원자가 서로 연결돼 벌집모양의 평면구조를 갖는 하나의 층으로 구성된 그래핀과 둘 이상의 층으로 구성된 단결정 흑연을 포함하며, 동일한 결정 방향을 갖는 탄소층 어레이를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 나노 디바이스.A substrate on which an electric circuit is disposed; And
It comprises a graphene composed of one layer having a honeycomb planar structure with carbon atoms connected to each other and a single crystal graphite composed of two or more layers, and comprising an array of carbon layers having the same crystal orientation. Nano device characterized by.
상기 탄소층 어레이는 상기 기판과 결정축 방향이 상호 동일한 것을 특징으로 하는 나노 디바이스.The method of claim 1,
And said carbon layer array has the same crystal axis direction as said substrate.
상기 탄소층 어레이는 직경이 1nm ~ 10cm로 조절 가능한 것을 특징으로 하는 나노 디바이스.The method of claim 1,
The carbon layer array is a nano device, characterized in that the diameter is adjustable to 1nm ~ 10cm.
상기 탄소층 어레이는 하나 이상으로 구성될 수 있으며, 상호 이격된 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 나노 디바이스.The method of claim 1,
The carbon layer array may be composed of one or more, characterized in that having a structure spaced apart from each other.
상기 탄소층 어레이는 동일한 모양 또는 서로 다른 모양의 형태로 기판 위에 배열되는 것을 특징으로 하는 나노 디바이스.The method of claim 1,
And the carbon layer array is arranged on the substrate in the same shape or in the shape of different shapes.
상기 기판은 단결정 실리콘으로 이루어진 것을 특징으로 하는 나노 디바이스.The method of claim 1,
And the substrate is made of single crystal silicon.
상기 기판의 형상은 평평한 구조 및 요철 구조중 어느 하나로 형성된 것을 특징으로 하는 나노 디바이스.The method of claim 1,
The shape of the substrate is a nano device, characterized in that formed in any one of a flat structure and uneven structure.
상기 단결정 흑연을 성장할 수 있도록 하는 물질로 이루어진 씨드층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 나노 디바이스.The method of claim 1,
And a seed layer made of a material capable of growing the single crystal graphite.
상기 씨드층으로부터 탄소층 어레이가 성장되는 것을 특징으로 하는 나노 디바이스.The method of claim 8,
And a carbon layer array is grown from the seed layer.
상기 단결정 흑연을 성장할 수 있도록 하는 물질로 이루어진 씨드층과 상기 기판과 씨드층 사이에 형성된 단결정층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 나노 디바이스.The method of claim 1,
And a seed layer made of a material capable of growing the single crystal graphite and a single crystal layer formed between the substrate and the seed layer.
상기 단결정층은 질화 갈륨, 질화 알루미늄, 질화 인듐, 질화 티타늄 및 실리콘 카바이드로부터 선택된 하나 이상의 원소가 포함된 것을 특징으로 하는 나노 디바이스.The method of claim 10,
Wherein said single crystal layer comprises at least one element selected from gallium nitride, aluminum nitride, indium nitride, titanium nitride and silicon carbide.
상기 기판 위에 위치하고, 탄소원자가 서로 연결돼 벌집모양의 평면구조를 갖는 하나의 층으로 구성된 그래핀과 둘 이상의 층으로 구성된 단결정 흑연을 포함하며, 동일한 결정 방향을 갖는 탄소층 어레이; 및
상기 탄소층 어레이상에 형성된 소스 전극 및 드레인 전극을 포함하여 구성되는것을 특징으로 하는 나노 디바이스.A substrate on which an electric circuit is disposed;
An array of carbon layers disposed on the substrate, the graphene comprising one layer having carbon atoms connected to each other and having a honeycomb planar structure, and single crystal graphite composed of two or more layers, the carbon layer array having the same crystal direction; And
And a source electrode and a drain electrode formed on the carbon layer array.
상기 소스전극 및 드레인 전극의 전도성은 탄소층의 전도성보다 높은 것을 특징으로 하는 나노 디바이스.The method of claim 12,
And the conductivity of the source electrode and the drain electrode is higher than that of the carbon layer.
상기 기판 위에 위치하고, 탄소원자가 서로 연결돼 벌집모양의 평면구조를 갖는 하나의 층으로 구성된 그래핀과 둘 이상의 층으로 구성된 단결정 흑연을 포함하며, 동일한 결정 방향을 갖는 탄소층 어레이;
상기 탄소층 어레이에 형성된 소스 전극 및 드레인 전극;
유전체층; 및
게이트 전극을 포함하여 구성되는것을 특징으로 하는 나노 디바이스.A substrate on which an electric circuit is disposed;
An array of carbon layers disposed on the substrate, the graphene comprising one layer having carbon atoms connected to each other and having a honeycomb planar structure, and single crystal graphite composed of two or more layers, the carbon layer array having the same crystal direction;
A source electrode and a drain electrode formed on the carbon layer array;
Dielectric layers; And
Nano device comprising a gate electrode.
상기 유전체층은 상기 소스 전극 및 드레인 전극과 상기 게이트 전극을 절연시키는 것을 특징으로 하는 나노 디바이스.The method of claim 14,
And the dielectric layer insulates the source electrode and the drain electrode from the gate electrode.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020100019415A KR20110100428A (en) | 2010-03-04 | 2010-03-04 | Nano device |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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| KR (1) | KR20110100428A (en) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9892942B2 (en) | 2014-02-24 | 2018-02-13 | Nps Corporation | Substrate processing apparatus |
-
2010
- 2010-03-04 KR KR1020100019415A patent/KR20110100428A/en not_active Application Discontinuation
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