KR20130132105A - Method of transferring graphene and method of manufacturing device using the same - Google Patents
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Abstract
Description
그래핀을 전사하는 방법 및 이를 이용한 소자의 제조방법에 관한 것이다. To a method of transferring graphene and a method of manufacturing a device using the same.
그래핀(graphene)은 탄소 원자들로 이루어진 육방정계(hexagonal) 단층 구조물로서, 구조적/화학적으로 안정하고, 전기적/물리적으로 우수한 특성을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 그래핀은 실리콘(Si) 보다 100배 이상 빠른 전하 이동도(∼2×105㎠/Vs)를 갖고, 구리(Cu)보다 100배 이상 큰 전류 밀도(약 108A/㎠)를 갖는다. 또한 그래핀은 투광성을 갖고, 실온에서 양자 특성을 나타낼 수 있다. 이러한 그래핀은 기존 소자의 한계를 극복할 수 있는 차세대 소재로 주목받고 있다. Graphene is a hexagonal monolayer structure of carbon atoms that is structurally / chemically stable and can exhibit excellent electrical / physical properties. For example, graphene has a charge mobility (~ 2 x 10 5
그러나 그래핀 형성 공정상의 제약으로 인해, 그래핀을 적용한 소자의 제조는 현실적으로 용이하지 않다. 기존의 그래핀 전이 방법은 고가의 전자빔 레지스트 PMMA(E-beam resist polymethylmethacrylate)를 사용하므로, 비용 측면에서 현실성이 떨어진다. 또한, 기존의 그래핀 전이 방법으로는 그래핀과 유기물을 포함한 다양한 재료의 혼성 구조(hybrid structure)를 형성하기 어렵다. 더욱이, 소정 기판에 그래핀을 전이(전사)하는데 있어서, 전이 특성과 관련된 체계적인(systematic) 연구가 아직까지 이루어지지 않고 있기 때문에, 전이 특성을 조절/개선할 수 있는 인자(factor)가 제대로 알려져 있지 않다. However, due to the limitation in the graphene formation process, the production of a device using graphene is not practically feasible. Since the conventional graphene transfer method uses an expensive electron beam resist PMMA (E-beam resist polymethylmethacrylate), its practicality is inferior in terms of cost. In addition, it is difficult to form a hybrid structure of various materials including graphene and organic materials by the conventional graphene transition method. Furthermore, since systematic researches related to the transfer characteristics have not yet been conducted in transferring (transferring) graphene to a given substrate, factors capable of controlling / improving the transfer characteristics are well known not.
그래핀의 전사(전이) 특성을 개선할 수 있는 그래핀 전사 방법을 제공한다. Thereby providing a graphene transfer method capable of improving the transfer (transfer) characteristics of graphene.
저가의 보호 물질을 사용해서 그래핀을 용이하게 전사할 수 있는 그래핀 전사 방법을 제공한다. A graphene transfer method capable of easily transferring graphene using a low-cost protective material is provided.
대면적의 그래핀을 저비용으로 전사할 수 있는 방법을 제공한다. Thereby providing a method of transferring large-area graphene at low cost.
다양한 재료의 혼성 구조(hybrid structure)를 형성하는데 유리한 그래핀 전사 방법을 제공한다. And provides a graphene transfer method which is advantageous for forming a hybrid structure of various materials.
다양한 전사 조건이 최적화된 그래핀 전사 방법을 제공한다. Thereby providing a graphene transfer method in which various transfer conditions are optimized.
여러 종류의 기판에 그래핀을 용이하게 전사할 수 있는 그래핀 전사 방법을 제공한다. A graphene transfer method capable of easily transferring graphene to various kinds of substrates is provided.
상기 그래핀 전사 방법을 이용한 그래핀 적용 소자의 제조방법을 제공한다. And a method of manufacturing a graphene device using the graphene transfer method.
본 발명의 일 측면(aspect)에 따르면, 제1 기판 상에 그래핀을 형성하는 단계; 상기 그래핀 상에 폴리스티렌(polystyrene)과 용매의 혼합물로 보호층을 형성하는 단계; 상기 제1 기판을 제거하는 단계; 상기 보호층에 구비된 상기 그래핀을 제2 기판에 부착하는 단계; 및 상기 보호층을 제거하는 단계;를 포함하는 그래핀 전사 방법이 제공된다. According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: forming graphene on a first substrate; Forming a protective layer on the graphene with a mixture of polystyrene and a solvent; Removing the first substrate; Attaching the graphene provided on the protective layer to a second substrate; And removing the protective layer. A graphene transfer method is provided.
상기 용매는 150℃ 이상의 끓는점(boiling point)을 가질 수 있다. The solvent may have a boiling point of at least < RTI ID = 0.0 > 150 C. < / RTI >
상기 용매는 32 dyne/cm 이상의 표면장력(surface tension)을 가질 수 있다. The solvent may have a surface tension of at least 32 dyne / cm.
상기 용매는 디클로로메탄(dichloromethane), 클로로폼(chloroform), 톨루엔(toluene), 아니솔(anisole), 클로로벤젠(chlorobenzene), 디클로로벤젠(dichlorobenzene) 및 N-메틸피롤리돈(N-methylpyrrolidone) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. The solvent may be selected from the group consisting of dichloromethane, chloroform, toluene, anisole, chlorobenzene, dichlorobenzene, and N-methylpyrrolidone. And may include at least one.
상기 폴리스티렌과 용매의 혼합물에서 상기 폴리스티렌의 함유량은 1∼7wt% 정도일 수 있다. The content of the polystyrene in the mixture of the polystyrene and the solvent may be about 1 to 7 wt%.
상기 그래핀을 상기 제2 기판에 부착하는 단계 전, 상기 그래핀이 부착될 상기 제2 기판의 표면을 자외선(UV)으로 처리하는 단계를 더 수행할 수 있다. And further treating the surface of the second substrate to which the graphen is attached with ultraviolet (UV) before the step of attaching the graphene to the second substrate.
상기 그래핀이 부착되는 상기 제2 기판의 표면은 친수성(hydrophilic property)을 가질 수 있다. The surface of the second substrate to which the graphen is attached may have a hydrophilic property.
상기 보호층을 형성하는 단계는 상기 그래핀 상에 상기 폴리스티렌과 용매의 혼합물을 스핀 코팅(spin coating)으로 도포하는 단계를 포함할 수 있다. The step of forming the protective layer may include spin coating a mixture of the polystyrene and the solvent on the graphene.
상기 스핀 코팅은 1000 rpm 이상의 속도로 수행할 수 있다. The spin coating can be performed at a speed of 1000 rpm or more.
상기 보호층의 제거는 32 dyne/cm 이상의 표면장력을 갖는 식각 용액을 사용하여 수행할 수 있다. The removal of the protective layer can be carried out using an etching solution having a surface tension of at least 32 dyne / cm.
상기 식각 용액은 상기 혼합물의 용매와 동일한 계열의 물질을 포함할 수 있다. The etching solution may comprise the same series of materials as the solvent of the mixture.
상기 제2 기판은 Si/SiO2 기판일 수 있다. The second substrate may be a Si / SiO 2 substrate.
상기 제2 기판은 실리콘 기판, 유리 기판, 플라스틱 기판 및 금속 기판 중 하나를 포함할 수 있다. The second substrate may include one of a silicon substrate, a glass substrate, a plastic substrate, and a metal substrate.
상기 제2 기판 상에 유기물층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있고, 이 경우, 상기 그래핀은 상기 유기물층에 부착할 수 있다. And forming an organic layer on the second substrate. In this case, the graphene may be attached to the organic layer.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 전술한 그래핀 전사 방법을 이용해서 제1 기판으로부터 제2 기판으로 그래핀을 전사하는 단계; 및 상기 제2 기판 상에 상기 그래핀을 포함하는 소자를 구성하는 단계;를 포함하는 그래핀 적용 소자의 제조방법이 제공된다. According to another aspect of the present invention, there is provided a method of transferring graphene, comprising: transferring graphene from a first substrate to a second substrate using the graphene transfer method; And forming an element including the graphene on the second substrate.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 제1 기판 상에 그래핀을 형성하는 단계; 상기 그래핀 상에 폴리머와 용매의 혼합물로 보호층을 형성하는 단계; 상기 제1 기판을 제거하는 단계; 제2 기판의 표면을 자외선으로 처리한 후, 상기 보호층에 구비된 상기 그래핀을 상기 제2 기판의 표면에 부착하는 단계; 및 상기 보호층을 제거하는 단계;를 포함하는 그래핀 전사 방법이 제공된다. According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: forming graphene on a first substrate; Forming a protective layer on the graphene with a mixture of a polymer and a solvent; Removing the first substrate; Treating the surface of the second substrate with ultraviolet light and then attaching the graphene provided on the protective layer to the surface of the second substrate; And removing the protective layer. A graphene transfer method is provided.
상기 자외선으로 처리된 상기 제2 기판의 표면은 친수성을 가질 수 있다. The surface of the second substrate treated with ultraviolet rays may have hydrophilicity.
상기 용매는 150℃ 이상의 끓는점을 가질 수 있다. The solvent may have a boiling point of at least < RTI ID = 0.0 > 150 C. < / RTI >
상기 보호층은 32 dyne/cm 이상의 표면장력을 갖는 식각 용액을 사용해서 제거할 수 있다. The protective layer may be removed using an etching solution having a surface tension of at least 32 dyne / cm.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 전술한 그래핀 전사 방법을 이용해서 제1 기판으로부터 제2 기판으로 그래핀을 전사하는 단계; 및 상기 제2 기판 상에 상기 그래핀을 포함하는 소자를 구성하는 단계;를 포함하는 그래핀 적용 소자의 제조방법이 제공된다. According to another aspect of the present invention, there is provided a method of transferring graphene, comprising: transferring graphene from a first substrate to a second substrate using the graphene transfer method; And forming an element including the graphene on the second substrate.
그래핀의 전사(전이) 특성을 개선할 수 있다. It is possible to improve the transfer (transfer) characteristics of graphene.
저가의 보호 물질을 사용해서 그래핀을 전사할 수 있다. Graffiti can be transferred using a low-cost protective material.
대면적의 그래핀을 저비용으로 전사할 수 있다. Large-area graphene can be transferred at low cost.
그래핀 전사 시, 그래핀 및 다른 물질(ex, 유기물)을 포함하는 혼성 구조를 용이하게 얻을 수 있다. 따라서 다양한 구조의 소자를 제조하는데 유리할 수 있다. When graphene is transferred, a hybrid structure including graphene and other materials (ex, organic material) can be easily obtained. Therefore, it may be advantageous to manufacture devices having various structures.
기판 종류에 따라 다양한 전사 조건을 용이하게 조절/최적화할 수 있다. Various transfer conditions can be easily controlled / optimized according to the substrate type.
우수한 막질을 갖는 그래핀을 포함하는 다양한 소자를 제조할 수 있다. Various devices including graphene having excellent film quality can be manufactured.
도 1a 내지 도 1g는 본 발명의 실시예에 따른 그래핀 전사 방법을 보여주는 사시도이다.
도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 그래핀 전사 방법을 보여주는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 자외선 처리 없이 다양한 용매를 사용해서 Si/SiO2 기판 위에 전사한 그래핀을 광학 현미경으로 촬영한 이미지이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 자외선 처리 공정을 도입하여 Si/SiO2 기판 위에 전사한 그래핀을 광학 현미경으로 촬영한 이미지이다.
도 5는 보호층 형성시 사용하는 폴리스티렌의 함유량(농도)을 변화시키면서, 상기 함유량에 따른 전사 그래핀의 막질 변화를 보여주는 광학 현미경 사진이다.
도 6은 보호층 형성시 폴리스티렌과 용매의 혼합물(용액)을 스핀 코팅하는 속도를 변화시키면서, 상기 스핀 코팅 속도에 따른 전사 그래핀의 막질 변화를 보여주는 광학 현미경 사진이다.
도 7은 도 3의 결과를 3차원적으로 수치화한 그래프이다.
도 8은 자외선 처리에 의해 그래핀 전사 특성이 어떻게 변화되는지를 수치적으로 보여주는 그래프이다.
도 9는 보호층 형성시 사용하는 폴리스티렌의 함유량(농도)이 전사 그래핀의 막질에 미치는 영향을 보여주는 그래프이다.
도 10은 보호층 형성시 스핀 코팅 속도가 전사 그래핀의 막질에 미치는 영향을 보여주는 그래프이다.
도 11a 내지 도 11c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 그래핀 전사 방법을 보여주는 사시도이다. 1A to 1G are perspective views showing a graphene transferring method according to an embodiment of the present invention.
2A to 2C are perspective views showing a graphene transferring method according to another embodiment of the present invention.
3 is an optical microscope image of graphene transferred onto a Si / SiO 2 substrate using various solvents without ultraviolet treatment according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an image obtained by taking an optical microscope of a graphene transferred onto a Si / SiO 2 substrate by introducing an ultraviolet treatment process according to an embodiment of the present invention.
5 is an optical microscope photograph showing the change in film quality of the transferred graphene according to the content, while changing the content (concentration) of the polystyrene used for forming the protective layer.
6 is an optical microscope photograph showing the change in film quality of the transferred graphene according to the spin coating rate while changing the spin coating rate of the mixture (solution) of polystyrene and solvent at the time of forming the protective layer.
7 is a graph obtained by three-dimensionally representing the results of FIG.
FIG. 8 is a graph showing numerically how graphene transfer characteristics are changed by ultraviolet treatment. FIG.
9 is a graph showing the influence of the content (concentration) of polystyrene used for forming the protective layer on the film quality of the transferred graphene.
10 is a graph showing the influence of the spin coating rate on the film quality of the transferred graphene when the protective layer is formed.
11A to 11C are perspective views showing a graphene transfer method according to another embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 그래핀 전사 방법 및 이를 이용한 소자의 제조방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면에 도시된 층이나 영역들의 폭 및 두께는 명세서의 명확성을 위해 다소 과장되게 도시된 것이다. 상세한 설명 전체에 걸쳐 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다. Hereinafter, a graphene transfer method according to an embodiment of the present invention and a method of manufacturing an element using the same will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The widths and thicknesses of the layers or regions illustrated in the accompanying drawings are exaggeratedly shown for clarity of the description. Like reference numerals designate like elements throughout the specification.
도 1a 내지 도 1g는 본 발명의 실시예에 따른 그래핀 전사 방법을 보여주는 사시도이다. 1A to 1G are perspective views showing a graphene transferring method according to an embodiment of the present invention.
도 1a를 참조하면, 제1 기판(SUB1) 상에 그래핀층(GP1)을 형성할 수 있다. 제1 기판(SUB1)은, 예컨대, Cu, Ni, Co, Pt, Ru 등으로 이루어진 금속 및 이들의 혼합물 중 적어도 하나로 구성된 기판일 수 있다. 구체적인 예로, 제1 기판(SUB1)은 Cu 기판일 수 있다. 그래핀층(GP1)은 CVD(chemical vapor deposition)나 열분해(pyrolysis) 법 등으로 형성할 수 있다. 그래핀층(GP1)은 에피택셜하게(epitaxially) 성장된 층일 수 있다. 그래핀층(GP1)은 1∼10층 정도의 그래핀을 포함할 수 있다. 즉, 그래핀층(GP1)은 단일 그래핀으로 구성되거나, 약 10층 이내의 복수의 그래핀이 적층된 구조를 가질 수 있다. 제1 기판(SUB1)은 소정의 베이스 기판(미도시) 상에 구비된 층(layer)일 수도 있다. 즉, 소정의 베이스 기판(미도시) 상에 제1 기판(SUB1)을 적층한 후, 그 위에 그래핀층(GP1)을 형성할 수 있다. Referring to FIG. 1A, a graphene layer GP1 may be formed on a first substrate SUB1. The first substrate SUB1 may be a substrate composed of at least one of a metal made of Cu, Ni, Co, Pt, Ru, or the like, or a mixture thereof. As a specific example, the first substrate SUB1 may be a Cu substrate. The graphene layer GP1 can be formed by chemical vapor deposition (CVD), pyrolysis, or the like. The graphene layer GP1 may be an epitaxially grown layer. The graphene layer GP1 may include about 1 to 10 layers of graphene. That is, the graphene layer GP1 may be composed of a single graphene, or may have a structure in which a plurality of graphenes within about 10 layers are laminated. The first substrate SUB1 may be a layer provided on a predetermined base substrate (not shown). That is, after the first substrate SUB1 is laminated on a predetermined base substrate (not shown), a graphene layer GP1 can be formed thereon.
도 1b를 참조하면, 그래핀층(GP1) 상에 보호층(P1)을 형성할 수 있다. 보호층(P1)은 폴리스티렌(polystyrene)(PS)과 이를 용해하기 위한 용매(solvent)의 혼합물로 형성할 수 있다. 폴리스티렌은 모노머 스티렌(monomer styrene)들이 중합된 것으로, 방향족(aromatic) 폴리머의 일종일 수 있다. 상기 모노머 스티렌(monomer styrene)의 화학식은 C6H5CH=CH2 일 수 있다. 상기 폴리스티렌의 분자량은 350,000 정도일 수 있다. 상기 폴리스티렌을 녹일 수 있는 상기 용매로는, 예컨대, 디클로로메탄(dichloromethane)(DCM), 클로로폼(chloroform)(CF), 톨루엔(toluene)(TL), 아니솔(anisole)(AS), 클로로벤젠(chlorobenzene)(CB), 디클로로벤젠(dichlorobenzene)(DCB), N-메틸피롤리돈(N-methylpyrrolidone)(NMP) 등을 사용할 수 있다. 아래의 표 1은 위에서 언급한 일곱 가지 용매의 물성을 정리한 것이다. 참고용으로 물의 물성이 포함되어 있다. Referring to FIG. 1B, a protective layer P1 may be formed on the graphene layer GP1. The protective layer P1 may be formed of a mixture of polystyrene (PS) and a solvent for dissolving the polystyrene (PS). Polystyrene is a polymer of monomer styrenes, which can be one of aromatic polymers. The formula of the monomer styrene may be C 6 H 5 CH = CH 2 . The molecular weight of the polystyrene may be about 350,000. Examples of the solvent capable of dissolving the polystyrene include dichloromethane (DCM), chloroform (CF), toluene (TL), anisole (AS), chlorobenzene chlorobenzene (CB), dichlorobenzene (DCB), and N-methylpyrrolidone (NMP). Table 1 below summarizes the properties of the seven solvents mentioned above. For reference, water properties are included.
(B.P.)(℃)Boiling point
(BP) (占 폚)
(M.W.)Molecular Weight
(MW)
(Polarity Index)Polarity index
(Polarity Index)
(dyne/cm)Surface tension
(dyne / cm)
표 1을 참조하면, 끓는점(boiling point)(B.P.)이 높을수록 표면장력(surface tension)이 증가하는 경향이 있으나, 클로로폼(chloroform)(CF)과 디클로로벤젠(dichlorobenzene)(DCB)의 경우는 이 경향에서 벗어나는 것을 알 수 있다. 아니솔(anisole)(AS), 클로로벤젠(chlorobenzene)(CB), 디클로로벤젠(dichlorobenzene)(DCB) 및 N-메틸피롤리돈(N-methylpyrrolidone)(NMP)은 150℃ 이상의 끓는점을 갖는다. 이 중에서 디클로로벤젠(dichlorobenzene)(DCB)을 제외한 나머지 세 용매, 즉, 아니솔(anisole)(AS), 클로로벤젠(chlorobenzene)(CB) 및 N-메틸피롤리돈(N-methylpyrrolidone)(NMP)은 32 dyne/cm 이상의 표면장력을 갖는다. As shown in Table 1, the higher the boiling point (BP), the more the surface tension tends to increase. In the case of chloroform (CF) and dichlorobenzene (DCB) It can be seen that this tendency is deviated. Anisole (AS), chlorobenzene (CB), dichlorobenzene (DCB) and N-methylpyrrolidone (NMP) have boiling points above 150 ° C. Among these, three solvents other than dichlorobenzene (DCB), namely anisole (AS), chlorobenzene (CB) and N-methylpyrrolidone (NMP) Has a surface tension of 32 dyne / cm or more.
표 1에 제시한 다양한 용매(물은 제외) 중 하나에 폴리스티렌을 녹인 혼합물(용액)을 그래핀층(GP1) 상에 도포함으로써, 보호층(P1)을 형성할 수 있다. 상기 혼합물의 도포는 스핀 코팅(spin coating) 법으로 수행할 수 있다. 상기 스핀 코팅은 약 1000 rpm 또는 그보다 큰 rpm 으로 수행할 수 있다. 예컨대, 상기 스핀 코팅은 1000∼5000 rpm 정도의 속도로 수행할 수 있다. 한편, 상기 혼합물에서 폴리스티렌의 함유량은 1∼7wt% 정도일 수 있다. 예컨대, 상기 혼합물에서 폴리스티렌의 함유량은 2∼5wt% 정도일 수 있다. The protective layer P1 can be formed by applying a mixture (solution) obtained by dissolving polystyrene in one of various solvents (except water) shown in Table 1 onto the graphene layer GP1. The application of the mixture may be performed by a spin coating method. The spin coating may be performed at about 1000 rpm or greater. For example, the spin coating can be performed at a speed of about 1000 to 5000 rpm. On the other hand, the content of polystyrene in the mixture may be about 1 to 7 wt%. For example, the content of polystyrene in the mixture may be about 2 to 5 wt%.
상기 폴리스티렌과 용매의 혼합물을 그래핀층(GP1)에 도포하여 보호층(P1)을 형성한 후, 이에 대한 소정의 건조 공정을 수행할 수 있다. 예컨대, 약 80℃ 정도의 온도에서 약 1시간 동안 건조 공정을 수행할 수 있다. 이러한 건조 공정을 통해, 보호층(P1)으로부터 용매를 기화시킴으로써, 보호층(P1)의 유동성을 낮추고 강도를 높일 수 있다. 상기한 건조 공정의 조건은 예시적인 것이고, 이는 다양하게 변화될 수 있다. 예컨대, 상기 건조 공정은 상온에서 수행할 수도 있다. 다시 말해, 보호층(P1)은 자연 건조시킬 수 있다. 그 밖에도 상기 건조 공정의 온도 및 시간은 다양하게 변화될 수 있다. A mixture of polystyrene and a solvent may be applied to the graphene layer GP1 to form a protective layer P1, followed by a predetermined drying process. For example, the drying process can be performed at a temperature of about 80 캜 for about 1 hour. Through this drying process, the solvent is vaporized from the protective layer (P1), so that the fluidity of the protective layer (P1) can be lowered and the strength can be increased. The conditions of the above-mentioned drying process are illustrative and can be variously changed. For example, the drying process may be performed at room temperature. In other words, the protective layer P1 can be naturally dried. In addition, the temperature and time of the drying process can be varied.
보호층(P1) 형성시에 사용하는 용매는 끓는점(B.P.)이 약 150℃ 이상인 것이 바람직할 수 있다. 다시 말해, 끓는점(B.P.)이 약 150℃ 이상인 용매를 사용하는 경우, 보호층(P1)의 코팅 특성이 향상될 수 있다. 이는 추후에 그래핀층(GP1)의 전사 특성에도 영향을 줄 수 있다. 그러므로, 끓는점(B.P.)이 약 150℃ 이상인 용매를 사용해서 보호층(P1)을 형성할 경우, 그래핀층(GP1)의 전사 특성이 개선될 수 있다. 만약, 끓는점(B.P.)이 너무 낮은 용매를 사용하면, 보호층(P1)으로부터 용매가 너무 빠른 속도로 기화되므로, 보호층(P1)의 성막 특성이 열화될 수 있고, 결과적으로는, 그래핀층(GP1)의 전사 특성이 나빠질 수 있다. The solvent used in forming the protective layer (P1) may preferably have a boiling point (B.P.) of about 150 ° C or higher. In other words, when a solvent having a boiling point (B.P.) of about 150 ° C. or higher is used, the coating property of the protective layer (P1) can be improved. This may later affect the transfer characteristics of the graphene layer GP1. Therefore, when the protective layer P1 is formed using a solvent having a boiling point (B.P.) of about 150 DEG C or higher, the transfer characteristics of the graphene layer GP1 can be improved. If a solvent having a too low boiling point (BP) is used, the solvent is evaporated from the protective layer P1 at a too high rate, so that the film forming property of the protective layer P1 may deteriorate. As a result, GP1) may be deteriorated.
도 1c를 참조하면, 제1 기판(SUB1)을 제거할 수 있다. 제1 기판(SUB1)은 소정의 식각 용액을 사용해서 제거할 수 있다. 예컨대, 제1 기판(SUB1)이 Cu 기판인 경우, FeCl3와 같은 산성 에천트(acid etchant)를 식각 용액으로 사용해서 제거할 수 있다. 이를 통해, 보호층(P1)의 하면에 그래핀층(GP1)이 구비된 구조체를 얻을 수 있다. 보호층(P1)은 그래핀층(GP1)을 보호하면서 동시에 그래핀층(GP1)을 지지하는 역할을 할 수 있다. 이런 점에서, 보호층(P1)은 '지지층'이라고 할 수 있다. Referring to FIG. 1C, the first substrate SUB1 may be removed. The first substrate SUB1 may be removed using a predetermined etching solution. For example, the first substrate (SUB1) is an etchant (etchant acid) to the acid, such as when the Cu substrate, FeCl 3 can be removed by using the etching solution. Thus, a structure having a graphene layer GP1 on the lower surface of the protective layer P1 can be obtained. The protective layer P1 can serve to protect the graphene layer GP1 while supporting the graphene layer GP1. In this regard, the protective layer P1 may be referred to as a " support layer ".
도 1d 및 도 1e를 참조하면, 보호층(P1)에 구비된 그래핀층(GP1)을 제2 기판(SUB2)에 부착할 수 있다. 제2 기판(SUB2)은 실리콘(Si) 상에 실리콘 산화물(SiO2)이 구비된 Si/SiO2 기판일 수 있다. 다시 말해, 제2 기판(SUB2)은 Si 기판과 그 위에 구비된 SiO2층을 포함할 수 있다. 이 경우, 그래핀층(GP1)은 상기 SiO2층에 부착될 수 있다. 그러나 여기서 제시한 제2 기판(SUB2)의 구체적인 구성은 예시적인 것이고, 이는 다양하게 변화될 수 있다. 예컨대, 제2 기판(SUB2)은 실리콘 기판, 유리 기판, 플라스틱 기판, 금속 기판 등으로 구성된 다양한 기판 중 어느 하나이거나, 이를 포함할 수 있다. 또한, 제2 기판(SUB2) 상에 소정의 유기물층(미도시)을 형성한 후에, 그 위에 그래핀층(GP1)을 부착할 수도 있다. Referring to FIGS. 1D and 1E, a graphene layer GP1 provided on the protective layer P1 may be attached to the second substrate SUB2. A second substrate (SUB2) may be a Si / SiO 2 substrate having a silicon oxide (SiO 2) on a silicon (Si). That is, the second substrate (SUB2) may comprise a layer comprising SiO 2 over Si substrate and the. In this case, well it pinned (GP1) can be attached to the SiO 2 layer. However, the specific configuration of the second substrate SUB2 presented here is exemplary, and this can be variously changed. For example, the second substrate SUB2 may be any one of or a variety of substrates composed of a silicon substrate, a glass substrate, a plastic substrate, a metal substrate, or the like. In addition, after a predetermined organic material layer (not shown) is formed on the second substrate SUB2, a graphene layer GP1 may be attached thereon.
도 1f를 참조하면, 보호층(P1)을 제거하는 공정을 수행할 수 있다. 보호층(P1)은 소정의 식각 용액(50)을 사용해서 제거할 수 있다. 식각 용액(50)이 담겨진 용기(100)에 제2 기판(SUB2)/그래핀층(GP1)/보호층(P1) 구조체를 넣어주어, 보호층(P1)에 대한 식각 공정을 진행할 수 있다. 식각 용액(50)은, 예컨대, 디클로로메탄(dichloromethane)(DCM), 클로로폼(chloroform)(CF), 톨루엔(toluene)(TL), 아니솔(anisole)(AS), 클로로벤젠(chlorobenzene)(CB), 디클로로벤젠(dichlorobenzene)(DCB), N-메틸피롤리돈(N-methylpyrrolidone)(NMP)과 같은 용매를 포함할 수 있다. 이들은 도 1b 단계에서 보호층(P1)의 형성시 사용한 용매와 동일한 용매일 수 있다. 본 실시예에서는 도 1b 단계에서 보호층(P1)의 형성시 사용한 용매와 동일한 용매를 식각 용액(50)으로 사용해서 보호층(P1)을 제거하였다. 일례로, 도 1b 단계에서 보호층(P1) 형성시 N-메틸피롤리돈(N-methylpyrrolidone)(NMP)을 용매로 사용한 경우, 도 1f 단계에서 동일한 용매를 식각 용액(50)으로 사용해서 보호층(P1)을 제거한다. 그러나 보호층(P1) 형성시 사용하는 용매와 보호층(P1) 제거시 사용하는 용매의 종류가 서로 다를 수도 있다. 한편, 식각 용액(50)의 표면장력은 약 32 dyne/cm 이상인 것이 바람직할 수 있다. 식각 용액(50)의 표면장력이 약 32 dyne/cm 이상인 경우, 그래핀층(GP1)의 손상 없이(혹은 손상을 최소화하면서) 보호층(P1)을 용이하게 제거할 수 있다. 식각 용액(50)의 표면장력이 높을수록, 식각 용액(50)과 그래핀층(GP1) 사이의 계면 에너지(interfacial energy)가 작아질 수 있다. 식각 용액(50)과 그래핀층(GP1) 사이의 계면 에너지가 작을수록, 그래핀층(GP1)의 손상 없이 보호층(P1)이 용이하게 제거될 수 있다. 이런 이유로, 식각 용액(50)의 표면장력은 32 dyne/cm 이상인 것이 바람직할 수 있다. 이와 관련된 영의 방정식(Young's equation)은 "γg = γgl + γl·cosθ" 인데, 여기서 γl는 식각 용액의 표면장력을, γg는 그래핀의 표면 에너지를, γgl은 식각 용액과 그래핀 사이의 계면 에너지를, θ는 그래핀에 대한 식각 용액의 접촉각을 나타낸다. 접촉각(θ)이 0°이면, cosθ는 1이 되므로, 위 식은 "γgl = γg - γl"로 표현될 수 있다. 그래핀의 표면 에너지(γg)는 고정된 값이므로, 식각 용액(50)의 표면장력(γl)이 클수록, 식각 용액(50)과 그래핀층(GP1) 사이의 계면 에너지(γgl)는 낮아질 수 있다. 이런 이유로, 앞서 언급한 바와 같이, 식각 용액(50)의 표면장력(γl)이 소정 값, 예컨대, 약 32 dyne/cm 이상인 것이 바람직할 수 있다. Referring to FIG. 1F, a process of removing the protective layer P1 may be performed. The protective layer P1 can be removed using a
도 1f의 공정을 통해 보호층(P1)을 제거한 결과물이 도 1g에 도시되어 있다. The result of removing the protective layer P1 through the process of FIG. 1F is shown in FIG. 1G.
도 1g를 참조하면, 제2 기판(SUB2) 상에 그래핀층(GP1)이 구비된 구조체를 얻을 수 있다. 본래 제1 기판(SUB1)(도 1a 참조)에 형성되었던 그래핀층(GP1)이 제2 기판(SUB2)으로 전사(전이)된 것이라 할 수 있다. Referring to FIG. 1G, a structure having a graphene layer GP1 on the second substrate SUB2 can be obtained. It can be said that the graphene layer GP1 originally formed on the first substrate SUB1 (see FIG. 1A) is transferred (transferred) to the second substrate SUB2.
도 1a 내지 도 1g의 그래핀 전사 방법은 다양하게 변화될 수 있다. 구체적인 예로, 도 1d의 단계에서 제2 기판(SUB2)에 그래핀층(GP1)/보호층(P1) 구조체를 부착하기 전에, 제2 기판(SUB2)의 표면을 자외선(ultraviolet rays)(UV)으로 처리할 수 있다. 다시 말해, 제2 기판(SUB2)의 표면을 자외선(UV)으로 처리한 후에, 그 위에 그래핀층(GP1)/보호층(P1) 구조체를 부착할 수 있다. 이에 대해서는 도 2a 내지 도 2c를 참조하여 간략히 설명한다. The graphene transfer method of Figs. 1A to 1G can be variously changed. As a specific example, the surface of the second substrate SUB2 is irradiated with ultraviolet rays (UV) before the structure of the graphene layer GP1 / protective layer P1 is attached to the second substrate SUB2 in the step of Fig. 1D Can be processed. In other words, after the surface of the second substrate SUB2 is treated with ultraviolet light (UV), the structure of the graphene layer GP1 / protective layer P1 can be attached thereto. This will be briefly described with reference to Figs. 2A to 2C.
도 2a를 참조하면, 제2 기판(SUB2)의 표면(상면)을 자외선(UV)으로 처리할 수 있다. 상기 자외선(UV) 처리는 수 분 내지 수십 분 동안 수행할 수 있다. 상기 자외선(UV) 처리는 약 5분 이상, 예컨대, 약 10분 정도 수행할 수 있다. 이러한 자외선(UV) 처리를 통해, 제2 기판(SUB2)의 표면 특성이 변화될 수 있다. 보다 구체적으로 설명하면, 상기 자외선(UV) 처리를 통해, 제2 기판(SUB2)의 표면은 친수성(hydrophilic property)을 가질 수 있다. 이 경우, 제2 기판(SUB2)의 표면과 그래핀의 접착력이 향상되기 때문에, 그래핀 전사 특성이 개선될 수 있다. 이하에서는, 자외선(UV)으로 처리된 제2 기판(SUB2)을 SUB2'로 표시한다. Referring to FIG. 2A, the surface (upper surface) of the second substrate SUB2 may be treated with ultraviolet rays (UV). The ultraviolet (UV) treatment may be performed for several minutes to several tens of minutes. The ultraviolet (UV) treatment may be performed for about 5 minutes or more, for example, about 10 minutes. Through such ultraviolet (UV) treatment, the surface characteristics of the second substrate SUB2 can be changed. More specifically, the surface of the second substrate SUB2 may have a hydrophilic property through the ultraviolet (UV) treatment. In this case, since the adhesion between the surface of the second substrate SUB2 and the graphene is improved, the graphene transfer property can be improved. Hereinafter, the second substrate SUB2 treated with ultraviolet (UV) is represented by SUB2 '.
도 2b를 참조하면, 제2 기판(SUB2') 상에 그래핀층(GP1)/보호층(P1) 구조체를 부착할 수 있다. 그래핀층(GP1)/보호층(P1) 구조체는 도 1a 내지 도 1c의 방법과 동일한 방법으로 형성할 수 있다. 제2 기판(SUB2') 상에 그래핀층(GP1)/보호층(P1) 구조체를 부착하는 공정은 도 1d 및 도 1e의 공정과 동일하거나 유사할 수 있다. Referring to FIG. 2B, a graphene layer GP1 / protective layer P1 structure may be attached on the second substrate SUB2 '. The graphene layer (GP1) / protective layer (P1) structure may be formed in the same manner as the method of Figs. 1A to 1C. The process of attaching the structure of the graphene layer GP1 / protective layer P1 on the second substrate SUB2 'may be the same as or similar to the process of Figs. 1D and 1E.
다음, 보호층(P1)을 제거할 수 있다. 보호층(P1)을 제거하는 공정은 도 1f의 공정과 동일하거나 유사할 수 있다. 도 2b에서 보호층(P1)을 제거한 결과물은 도 2c에 도시되어 있다. 도 2c에서 그래핀층(GP1)은 자외선(UV)으로 처리된 제2 기판(SUB2') 상에 구비되어 있다. Next, the protective layer P1 can be removed. The process of removing the protective layer P1 may be the same as or similar to the process of Fig. The result of removing the protective layer P1 in Fig. 2B is shown in Fig. 2C. In FIG. 2C, the graphene layer GP1 is provided on a second substrate SUB2 'treated with ultraviolet (UV) light.
도 2a 내지 도 2c의 방법에서와 같이, 제2 기판(SUB2)을 자외선(UV)으로 처리하는 경우, 자외선(UV)으로 처리된 제2 기판(SUB2')과 그래핀층(GP1)의 접착력이 향상되어, 그래핀층(GP1)의 전사 특성이 개선될 수 있다. 따라서, 보호층(P1) 제거시, 표면장력이 32 dyne/cm 보다 작은 용매를 사용하더라도, 우수한 전사 특성을 얻을 수 있다. 또한, 이와 유사한 이유로, 보호층(P1) 형성시, 끓는점(B.P.)이 150℃ 보다 작은 용매를 사용하더라도, 우수한 전사 특성을 얻을 수 있다. 2A to 2C, when the second substrate SUB2 is treated with ultraviolet (UV) light, the adhesion between the second substrate SUB2 'treated with ultraviolet light and the graphene layer GP1 So that the transfer characteristics of the graphene layer GP1 can be improved. Therefore, even when a solvent having a surface tension of less than 32 dyne / cm is used at the time of removing the protective layer P1, excellent transfer characteristics can be obtained. For similar reasons, excellent transfer characteristics can be obtained even when a solvent having a boiling point (B.P.) of less than 150 ° C is used in forming the protective layer (P1).
도 3의 (a)∼(g)는 본 발명의 실시예에 따라 자외선 처리 없이 다양한 용매를 사용해서 Si/SiO2 기판 위에 전사한 그래핀을 광학 현미경으로 촬영한 이미지이다. 도 3의 (a)∼(g)에서 사용한 용매의 종류는 각 도면의 좌측 하단에 기재되어 있다. 이 용매들은 표 1에서 설명된 것으로, 보호층 형성시 및 보호층 제거시 같은 용매를 사용하였다. 도 3의 각 이미지의 배율은 ×10 및 ×100(inset) 이었다. 3 (a) to 3 (g) are images obtained by photomicrographing graphene transferred onto a Si / SiO 2 substrate using various solvents without ultraviolet treatment according to an embodiment of the present invention. The types of solvents used in (a) to (g) of FIG. 3 are shown in the lower left of each drawing. These solvents are described in Table 1, and the same solvent was used for forming the protective layer and removing the protective layer. The magnifications of each image in Fig. 3 were x 10 and x 100 (inset).
도 3의 (a)∼(g)를 참조하면, 사용된 용매의 끓는점(B.P.)이 높아질수록 그래핀에 뚫린 구멍이나 찢어진 곳의 크기가 작아지고 막질이 개선되는 것을 알 수 있다. 끓는점(B.P.)이 약 150℃ 이상인 용매를 사용하는 경우, 매우 우수한 그래핀 전사 특성을 확보할 수 있다. 용매의 끓는점(B.P.)이 낮은 경우, 보호층(P1)에서 기화되는 속도가 빠르기 때문에, 보호층(P1)과 그래핀층(GP1) 사이의 계면 상태가 나빠질 수 있다. 즉, 보호층(P1)과 그래핀층(GP1) 사이에 기공(pore) 등의 결함이 발생할 가능성이 높다. 이 경우, 최종적으로 전사된 그래핀층의 상태가 나빠질 수 있다. 그러나 용매의 끓는점(B.P.)이 높은 경우, 보호층(P1)에서 기화되는 속도가 적절히 제어되므로, 보호층(P1)과 그래핀층(GP1) 사이의 계면 상태가 우수할 수 있다. 따라서 보호층(P1)을 제거한 이후의 그래핀층(GP1)의 상태도 우수할 수 있다. Referring to FIGS. 3 (a) to 3 (g), it can be seen that as the boiling point (B.P.) of the solvent used increases, the size of holes or tears in the graphene decreases and the film quality improves. When a solvent having a boiling point (B.P.) of about 150 ° C or higher is used, excellent graphene transfer characteristics can be secured. If the boiling point (B.P.) of the solvent is low, the interface state between the protective layer (P1) and the graphene layer (GP1) may be deteriorated because the vaporization speed at the protective layer (P1) is fast. That is, there is a high possibility that defects such as pores are generated between the protective layer P1 and the graphene layer GP1. In this case, the state of the finally transferred graphene layer may be deteriorated. However, when the boiling point (B.P.) of the solvent is high, the rate of vaporization in the protective layer (P1) is appropriately controlled, so that the interface state between the protective layer (P1) and the graphene layer (GP1) can be excellent. Therefore, the state of the graphene layer GP1 after the protective layer P1 is removed can be also excellent.
하지만, 디클로로벤젠(dichlorobenzene)(DCB)의 경우, 끓는점(B.P.)이 180℃ 이지만, 그래핀에 다소 많은 결함이 관찰되었다. 이는 보호층(P1)의 제거시 디클로로벤젠(dichlorobenzene)(DCB)을 식각 용액으로 사용할 경우, 디클로로벤젠(dichlorobenzene)(DCB)의 표면장력이 작아서, 식각 용액(DCB)과 그래핀층(GP1) 사이의 계면 에너지(interfacial energy)가 높아지기 때문이라고 사료된다. 다시 말해, 보호층(P1) 제거시, 표면장력이 작은 용매를 식각 용액으로 사용하면, 전사된 최종 그래핀의 막질이 나빠질 수 있다. 보호층(P1)의 제거시에는 클로로벤젠(chlorobenzene)(CB), N-메틸피롤리돈(N-methylpyrrolidone)(NMP) 및 아니솔(anisole)(AS)과 같이 표면장력이 약 32 dyne/cm 이상인 용매를 식각 용액으로 사용하는 것이 그래핀의 전사 특성을 향상하는데 유리할 수 있다. However, in the case of dichlorobenzene (DCB), the boiling point (B.P.) was 180 ° C., but some defects were observed in graphene. This is because when dichlorobenzene (DCB) is used as an etching solution for removing the protective layer P1, the surface tension of dichlorobenzene (DCB) is small and the surface tension between the etching solution (DCB) and the graphene layer And the interfacial energy of the interface is increased. In other words, when a solvent having a small surface tension is used as an etching solution in removing the protective layer (P1), the quality of the transferred final graphene may deteriorate. The removal of the protective layer P1 requires a surface tension of about 32 dynes / cm, such as chlorobenzene (CB), N-methylpyrrolidone (NMP) and anisole (AS) cm < 2 > may be advantageous for improving the transfer characteristics of graphene.
정리하면, 보호층(P1)의 형성시에는 끓는점(B.P.)이 높은 용매를 사용하는 것이 그래핀의 전사 특성을 향상하는데 바람직할 수 있고, 보호층(P1)의 제거시에는 표면장력이 높은 용매를 사용하는 것이 그래핀의 전사 특성을 향상하는데 바람직할 수 있다. 예컨대, 보호층(P1)의 형성시에는 끓는점(B.P.)이 150℃ 이상인 용매를 사용하는 것이 바람직할 수 있고, 보호층(P1)의 제거시에는 표면장력이 32 dyne/cm 이상인 용매를 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 만약, 보호층(P1)의 형성 및 보호층(P1)의 제거시 동일한 용매를 사용한다면, 표 1에 기재된 용매들 중에서 위 두 가지 조건을 모두 만족하는 용매는 아니솔(anisole)(AS), 클로로벤젠(chlorobenzene)(CB) 및 N-메틸피롤리돈(N-methylpyrrolidone)(NMP)일 수 있다. In summary, the use of a solvent having a high boiling point (BP) at the time of forming the protective layer (P1) may be preferable for improving the transfer characteristics of the graphene. When the protective layer (P1) is removed, May be preferable for improving the transfer characteristics of graphene. For example, it is preferable to use a solvent having a boiling point (BP) of 150 ° C or higher when forming the protective layer (P1), and a solvent having a surface tension of 32 dyne / cm or more when removing the protective layer May be preferred. If the same solvent is used for the formation of the protective layer P1 and the removal of the protective layer P1, the solvent satisfying all of the above two conditions among the solvents listed in Table 1 is anisole (AS), Chlorobenzene (CB) and N-methylpyrrolidone (NMP).
도 4의 (a) 및 (b)는 자외선 처리 공정을 도입한 경우, 즉, Si/SiO2 기판에서 SiO2층을 자외선으로 처리한 경우의 결과(전사 그래핀)를 보여준다. 도 4의 (a)는 클로로폼(chloroform)(CF)을 사용한 경우이고, 도 4의 (b)는 톨루엔(toluene)(TL)을 사용한 경우이다. 4 (a) and 4 (b) show the results (transfer graphene) when the ultraviolet ray treatment process is introduced, that is, when the SiO 2 layer is treated with ultraviolet rays on the Si / SiO 2 substrate. 4 (a) shows the case of using chloroform (CF), and FIG. 4 (b) shows the case of using toluene (TL).
도 4의 (a) 및 (b)를 참조하면, 자외선 처리 공정을 도입한 경우(즉, Si/SiO2 기판에서 SiO2층을 자외선으로 처리한 경우), 그렇지 않은 경우(도 3의 b, c)와 비교하여, 그래핀의 모폴로지(morphology)가 많이 향상된 것을 확인할 수 있다. 클로로폼(chloroform)(CF) 및 톨루엔(toluene)(TL)의 경우, 자외선 처리를 하지 않았을 때(도 3의 b, c), 그래핀의 막질이 좋지 않았지만, 자외선 처리를 한 경우(도 4의 a, b), 그래핀의 막질이 크게 향상되었다. 특히, 톨루엔(toluene)(TL)의 경우, 자외선 처리를 했을 때(도 4의 b), 높은 끓는점(B.P.)을 갖는 용매를 사용한 경우처럼(도 3의 e, g), 그래핀의 막질이 매우 우수한 것을 알 수 있다. 이는 자외선 처리에 의해 그래핀의 전사 특성이 크게 향상될 수 있음을 의미한다. 따라서 기판을 자외선으로 처리하는 경우에는, 끓는점(B.P.)이 150℃보다 낮고 표면장력이 32 dyne/cm 보다 낮은 용매를 사용하더라도 우수한 막질의 전사 그래핀을 얻을 수 있다. 4 (a) and 4 (b), when the ultraviolet ray treatment process is introduced (that is, when the SiO 2 layer is treated with ultraviolet rays on the Si / SiO 2 substrate) c), the morphology of graphene is much improved. In the case of chloroform (CF) and toluene (TL), when the ultraviolet ray treatment was not performed (b and c in FIG. 3), the film quality of graphene was poor, The film quality of graphene was greatly improved. Particularly, in the case of toluene (TL), as in the case of using a solvent having a high boiling point (BP) (Fig. 3 (b) It is very excellent. This means that the transfer characteristics of graphene can be greatly improved by ultraviolet treatment. Therefore, when the substrate is treated with ultraviolet rays, excellent film quality transfer graphene can be obtained even when a solvent having a boiling point (BP) lower than 150 ° C and a surface tension lower than 32 dyne / cm is used.
도 5는 보호층 형성시 사용하는 폴리스티렌의 함유량(농도)을 변화시키면서, 상기 함유량에 따른 전사 그래핀의 막질 변화를 보여주는 광학 현미경 사진이다. 용매로는 톨루엔(toluene)(TL)을 사용하였고, 폴리스티렌의 함유량은 1wt%, 3wt%, 5wt% 및 10wt%로 변화시켰다. 5 is an optical microscope photograph showing the change in film quality of the transferred graphene according to the content, while changing the content (concentration) of the polystyrene used for forming the protective layer. As the solvent, toluene (TL) was used and the content of polystyrene was changed to 1 wt%, 3 wt%, 5 wt% and 10 wt%.
도 5를 참조하면, 폴리스티렌의 함유량이 낮아질수록 그래핀의 모폴로지(morphology)가 개선되는 것을 알 수 있다. 이는 폴리스티렌과 용매의 혼합물에서 폴리스티렌의 함유량이 낮을수록, 상기 혼합물의 유동성이 높아지므로, 상기 혼합물의 코팅 특성이 개선되기 때문이라고 사료된다. 도 5에서와 같이, 톨루엔(toluene)(TL)을 사용하고 자외선 처리를 하지 않을 경우, 폴리스티렌의 함유량은 5wt% 미만인 것이 바람직할 수 있다. 단, 폴리스티렌의 함유량이 너무 낮으면, 혼합물로부터 형성된 보호층의 강도가 낮아, 전사 공정에 문제가 발생할 수 있다. 이러한 문제를 고려했을 때, 폴리스티렌의 함유량은 1wt% 이상인 것이 바람직할 수 있다. 하지만, 용매 종류가 달라지거나 다른 조건이 변하는 경우, 폴리스티렌의 적정 함유량의 범위는 달라질 수 있다. 따라서, 본 발명의 다양한 실시예에서 폴리스티렌이 적정 함유량은 1∼7wt%, 예컨대, 2∼5wt% 정도일 수 있다. Referring to FIG. 5, it can be seen that the morphology of graphene is improved as the content of polystyrene is lowered. This is because the lower the content of polystyrene in the mixture of polystyrene and solvent, the higher the fluidity of the mixture, and thus the coating properties of the mixture are improved. As shown in FIG. 5, when toluene (TL) is used and ultraviolet ray treatment is not performed, the content of polystyrene may preferably be less than 5 wt%. However, if the content of polystyrene is too low, the strength of the protective layer formed from the mixture is low, which may cause a problem in the transferring step. In view of such a problem, the content of polystyrene may preferably be 1 wt% or more. However, when the solvent type is changed or other conditions are changed, the range of the proper content of polystyrene may be varied. Thus, in various embodiments of the present invention, the appropriate content of polystyrene may be from 1 to 7 wt%, such as from 2 to 5 wt%.
도 6은 보호층 형성시 폴리스티렌과 용매의 혼합물(용액)을 스핀 코팅하는 속도를 변화시키면서, 상기 스핀 코팅 속도에 따른 전사 그래핀의 막질 변화를 보여주는 광학 현미경 사진이다. 이때, 용매로는 클로로폼(chloroform)(CF)을 사용하였고, 폴리스티렌의 함유량은 5wt% 이었다. 스핀 코팅 속도가 2000 rpm인 경우(a)와 5000 rpm인 경우(b)의 결과를 관찰하였다. 한편, 앞서 설명한 도 3의 결과는 스핀 코팅 속도가 1000 rpm인 경우이다. 6 is an optical microscope photograph showing the change in film quality of the transferred graphene according to the spin coating rate while changing the spin coating rate of the mixture (solution) of polystyrene and solvent at the time of forming the protective layer. At this time, chloroform (CF) was used as a solvent, and the content of polystyrene was 5 wt%. The results of (a) and (b) were observed when the spin coating rate was 2000 rpm and 5000 rpm, respectively. Meanwhile, the result of FIG. 3 described above is a case where the spin coating speed is 1000 rpm.
도 6의 (a) 및 (b) 그리고 도 3의 (b)(1000 rpm)를 비교하면, 스핀 코팅 속도가 높을수록 전사된 그래핀의 모폴로지(morphology) 개선에 도움이 된다는 것을 알 수 있다. Comparing FIGS. 6 (a) and 6 (b) and FIG. 3 (b) (1000 rpm), it can be seen that the higher the spin coating speed, the better the morphology of the transferred graphene.
도 7은 도 3의 (a)∼(g)의 결과를 수치화한 그래프이다. 각 조건에서 전사된 그래핀의 이미지로부터 RGB(red/green/blue) 정보를 읽어 그래핀이 있는 영역(흑)과 그래핀이 없는 영역(백)을 흑백 처리하여(도 7의 하단 이미지 참조), "Fill Factor"를 계산하였다. 여기서, "Fill Factor"는 전체 영역(흑 + 백 영역)에서 흑 영역이 차지하는 비율, 즉, "흑 영역/전체 영역"으로 정의된다. 도 7은 각 용매를 이용해서 전사한 그래핀에서 계산한 "Fill Factor"를 Z축으로 하고, 표면장력과 끓는점을 각각 X축 및 Y축으로 하여 3차원적으로 도시한 것이다. Fig. 7 is a graph showing the results of Figs. 3 (a) to 3 (g). (Red / green / blue) information is read from the image of the graphene transferred under each condition, and the graphene area (black) and graphene free area (white) , And "Fill Factor" were calculated. Here, the "fill factor" is defined as the ratio of the black region in the entire region (black + white region), i.e., "black region / entire region ". FIG. 7 is a graph showing three-dimensionally the surface tension and the boiling point as the X axis and the Y axis, respectively, with the "fill factor" calculated by graphene transferred using each solvent as the Z axis.
도 7을 참조하면, XY 평면에 흰색 점선으로 표시한 바와 같이, 표면장력이 약 32 dyne/cm 이상이고 끓는점이 약 150℃ 이상인 경우, 그래핀의 "Fill Factor"가 높게 나타났다. 이는 위 조건들을 만족하는 용매를 사용할 때, 그래핀의 전사 특성이 우수하다는 것을 의미한다. 그러나 앞서 언급한 바와 같이, 자외선 처리 공정을 도입하거나, 폴리스티렌의 함유량을 조절하거나, 스핀 코팅 속도를 조절하면, 표면장력이 32 dyne/cm 보다 작고 끓는점이 150℃ 보다 낮은 용매를 사용하더라도 우수한 전사 특성을 얻을 수 있다. Referring to FIG. 7, when the surface tension is about 32 dyne / cm or more and the boiling point is about 150 ° C or more as shown by a white dotted line in the XY plane, graphene's "fill factor" is high. This means that when the solvent satisfying the above conditions is used, the transfer property of graphene is excellent. However, as mentioned above, when the ultraviolet ray treatment process is employed, the content of polystyrene is controlled, and the spin coating rate is controlled, even when a solvent having a surface tension smaller than 32 dyne / cm and a boiling point lower than 150 ° C is used, Can be obtained.
도 8은 자외선 처리에 의해 그래핀 전사 특성이 어떻게 변화되는지를 수치적으로 보여주는 그래프이다. 도 8은 기본적으로 도 7의 결과(자외선 미처리)를 2차원적으로 도시한 결과를 포함하고, 추가적으로 세 가지 용매(CF, TL, DCB)를 사용하는 경우에 자외선 처리를 수행한 결과를 포함한다. 클로로폼(chloroform)(CF) 및 톨루엔(toluene)(TL)을 사용하는 경우, 자외선 처리를 수행한 결과는 도 4의 (a) 및 (b)에 대응된다. 이때, 용매와 폴리스티렌이 혼합물에서 폴리스티렌의 함유량은 5wt% 이었다. FIG. 8 is a graph showing numerically how graphene transfer characteristics are changed by ultraviolet treatment. FIG. Fig. 8 basically includes the results of two-dimensionally showing the results (untreated ultraviolet) of Fig. 7, and additionally includes results of ultraviolet treatment when three solvents (CF, TL, DCB) are used . When chloroform (CF) and toluene (TL) are used, the result of ultraviolet treatment corresponds to FIGS. 4 (a) and 4 (b). At this time, the content of polystyrene in the mixture of solvent and polystyrene was 5 wt%.
도 8을 참조하면, 자외선 처리에 의해 "Fill Factor"가 크게 증가하는 것을 알 수 있다. 이는 자외선 처리에 의해 그래핀의 전사 특성이 크게 개선된다는 것을 의미한다. Referring to FIG. 8, it can be seen that the "fill factor" is greatly increased by ultraviolet treatment. This means that the transfer characteristics of graphene are greatly improved by ultraviolet treatment.
도 9는 보호층 형성시 사용하는 폴리스티렌의 함유량(농도)이 전사 그래핀의 막질에 미치는 영향을 보여주는 그래프이다. 용매는 클로로폼(chloroform)(CF)을 사용하였고, 폴리스티렌의 함유량은 1wt%, 3wt%, 5wt% 및 10wt%로 변화시켰다. 9 is a graph showing the influence of the content (concentration) of polystyrene used for forming the protective layer on the film quality of the transferred graphene. The solvent used was chloroform (CF), and the content of polystyrene was changed to 1 wt%, 3 wt%, 5 wt% and 10 wt%.
도 9를 참조하면, 폴리스티렌의 함유량이 낮아질수록 "Fill Factor"는 증가하는 경향을 나타냈다. 특히, 폴리스티렌의 함유량이 5wt% 보다 작은 경우(즉, 1wt% 및 3wt%), "Fill Factor"는 1 이었다. "Fill Factor"가 1 이라는 것은 그래핀의 전사가 완벽하게 이루어졌음을 의미한다. 폴리스티렌의 함유량이 낮아질수록 그래핀의 모폴로지(morphology)가 개선될 수 있다. Referring to FIG. 9, the "Fill Factor" tended to increase as the content of polystyrene was lowered. In particular, when the content of polystyrene was smaller than 5 wt% (i.e., 1 wt% and 3 wt%), the "fill factor" A "Fill Factor" of 1 means that the graphene transcription is complete. The lower the polystyrene content, the better the morphology of graphene.
도 9의 결과에서와 같이, 클로로폼(chloroform)(CF)을 사용하는 경우, 폴리스티렌의 함유량이 5wt% 보다 작은 것이 바람직할 수 있다. 하지만, 용매 종류가 바뀌거나, 자외선 처리를 수행하는 등 조건이 달라지면, 폴리스티렌의 적정 함유량의 범위는 달라질 수 있다. 이런 점들을 고려했을 때, 본 발명의 실시예에서 폴리스티렌의 함유량은 1∼7wt% 정도의 범위에서 결정될 수 있다. As shown in Fig. 9, when chloroform (CF) is used, it may be preferable that the content of polystyrene is smaller than 5 wt%. However, if the conditions are changed, such as changing the solvent type, performing ultraviolet treatment, etc., the range of the proper content of polystyrene may be varied. Considering these points, in the embodiment of the present invention, the content of polystyrene can be determined in the range of about 1 to 7 wt%.
도 10은 보호층 형성시 스핀 코팅 속도가 전사 그래핀의 막질에 미치는 영향을 보여주는 그래프이다. 스핀 코팅 속도가 1000 rpm, 2000 rpm, 3000 rpm 및 5000 rpm인 경우가 포함되어 있다. 용매로는 톨루엔(toluene)(TL)을 사용하였고, 폴리스티렌의 함유량은 5wt% 이었다. 10 is a graph showing the influence of the spin coating rate on the film quality of the transferred graphene when the protective layer is formed. And spin coating speeds of 1000 rpm, 2000 rpm, 3000 rpm, and 5000 rpm. Toluene (TL) was used as a solvent, and the content of polystyrene was 5 wt%.
도 10을 참조하면, 스핀 코팅 속도가 증가할수록 "Fill Factor"는 증가하는 경향을 나타냈다. 이는 스핀 코팅 속도가 증가할수록, 전사 그래핀의 모폴로지(morphology) 개선에 도움이 된다는 것을 의미한다. Referring to FIG. 10, the "fill factor" tended to increase as the spin coating rate increased. This means that the higher the spin coating rate, the better the morphology of the transferred graphene.
도 10의 결과에서와 같이, 톨루엔(toluene)(TL)을 사용하는 경우, 스핀 코팅 속도는 약 1500 rpm 이상인 것이 바람직할 수 있다. 하지만, 용매 종류가 바뀌거나, 자외선 처리를 수행하는 등 조건이 달라지면, 스핀 코팅의 적정 속도의 범위는 달라질 수 있다. 예컨대, 자외선 처리를 수행하는 경우, 스핀 코팅 속도가 1500 rpm 이하이더라도, 높은 "Fill Factor"를 얻을 수 있다. 이런 점들을 고려했을 때, 본 발명의 실시예에서 스핀 코팅 속도는 약 1000 rpm 이상에서 선택될 수 있다. 예컨대, 스핀 코팅 속도는 1000∼5000 rpm 정도일 수 있다. As shown in Fig. 10, when toluene (TL) is used, the spin coating rate may preferably be about 1500 rpm or more. However, if the conditions are changed, such as changing solvent type, performing ultraviolet ray treatment, etc., the range of proper spin coating speed may vary. For example, in the case of performing ultraviolet ray treatment, a high "fill factor" can be obtained even if the spin coating rate is 1500 rpm or less. Considering these points, the spin coating rate in embodiments of the present invention can be selected above about 1000 rpm. For example, the spin coating rate may be about 1000 to 5000 rpm.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예에서는 보호층(P1)의 베이스 물질로 폴리스티렌을 사용할 수 있는데, 이는 기존의 그래핀 전사 방법에서 사용하는 고가의 전자빔 레지스트(E-beam resist) 물질인 PMMA(polymethylmethacrylate)보다 훨씬 저렴할 수 있다. 따라서 본 발명의 실시예에 따르면, 그래핀의 전사 비용을 크게 낮출 수 있다. 또한, 폴리스티렌과 용매의 혼합물을 코팅하는 방법은 대면적 그래핀 전사에 유리할 수 있다. 그러므로, 본 발명의 실시예는 대면적의 그래핀을 저비용으로 전사하는데 유리할 수 있다. 더욱이, 본 발명의 실시예에 따르면, 전사 특성에 영향을 주는 다양한 인자(factor)들을 이해할 수 있고, 이를 바탕으로, 기판 종류에 맞는 다양한 전사 조건들(용매 종류, 폴리스티렌 농도, 스핀 코팅 속도 등)을 조절/최적화할 수 있으므로, 우수한 그래핀 전사 특성을 용이하게 확보할 수 있다. In the embodiment of the present invention described above, polystyrene may be used as a base material of the protective layer P1. This is because PMMA (Polymethylmethacrylate), which is an expensive E-beam resist material used in a conventional graphene transfer method, Can be much cheaper than. Therefore, according to the embodiment of the present invention, the transfer cost of graphene can be greatly reduced. Also, the method of coating a mixture of polystyrene and a solvent may be advantageous for large area graphene transfer. Therefore, embodiments of the present invention can be advantageous in transferring large area graphene at low cost. In addition, according to the embodiment of the present invention, various factors affecting the transfer characteristics can be understood, and various transfer conditions (solvent type, polystyrene concentration, spin coating rate, etc.) Can be controlled / optimized, whereby excellent graphene transfer characteristics can be easily ensured.
도 11a 내지 도 11c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 그래핀 전사 방법을 보여주는 사시도이다. 11A to 11C are perspective views showing a graphene transfer method according to another embodiment of the present invention.
도 11a를 참조하면, 제2 기판(SUB2) 상에 소정의 유기물층(R1)을 형성한 후, 유기물층(R1)에 그래핀층(GP1)/보호층(P1) 구조체를 부착할 수 있다. 그래핀층(GP1)/보호층(P1) 구조체는 도 1a 내지 도 1c의 방법과 동일한 방법으로 형성할 수 있다. 제2 기판(SUB2)의 유기물층(R1) 상에 그래핀층(GP1)/보호층(P1) 구조체를 부착하는 공정은 도 1d 및 도 1e의 공정과 동일하거나 유사할 수 있다. 필요한 경우, 유기물층(R1)의 표면을 자외선(UV)으로 처리한 후에, 그래핀층(GP1)/보호층(P1) 구조체를 부착할 수도 있다. Referring to FIG. 11A, after a predetermined organic material layer R1 is formed on the second substrate SUB2, a structure of a graphene layer GP1 / protective layer P1 may be attached to the organic material layer R1. The graphene layer (GP1) / protective layer (P1) structure may be formed in the same manner as the method of Figs. 1A to 1C. The process of attaching the structure of the graphene layer GP1 / protective layer P1 on the organic layer R1 of the second substrate SUB2 may be the same as or similar to the process of Figs. 1D and 1E. If necessary, the surface of the organic material layer R1 may be treated with ultraviolet light (UV), and then the structure of the graphene layer GP1 / protective layer P1 may be attached.
유기물층(R1)에 그래핀층(GP1)/보호층(P1) 구조체를 부착한 결과물이 도 11b에 도시되어 있다. 도 11b에서 그래핀층(GP1)은 유기물층(R1)과 보호층(P1) 사이에 구비되어 있다. The result of attaching the structure of the graphene layer GP1 / protective layer P1 to the organic material layer R1 is shown in Fig. 11B. In Fig. 11B, the graphene layer GP1 is provided between the organic material layer R1 and the protective layer P1.
다음, 보호층(P1)을 제거할 수 있다. 보호층(P1)을 제거하는 공정은 도 1f의 공정과 동일하거나 유사할 수 있다. 도 11b에서 보호층(P1)을 제거한 결과물은 도 11c에 도시되어 있다. Next, the protective layer P1 can be removed. The process of removing the protective layer P1 may be the same as or similar to the process of Fig. The result of removing the protective layer P1 in Fig. 11B is shown in Fig. 11C.
도 11a 내지 도 11c를 참조하여 설명한 실시예에서는 보호층(P1) 제거시 표 1에 제시한 것과 같은 다양한 용매를 사용할 수 있기 때문에, 유기물층(R1)을 손상시키지 않는 용매를 선택하여 이를 이용해서 보호층(P1)을 제거할 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따르면, 유기물층(R1)과 그래핀층(GP1)이 함께 적층된 혼성 구조(hybrid structure)를 용이하게 형성할 수 있다. 기존의 그래핀 전사 방법으로는 그래핀과 유기물을 포함한 다양한 재료의 혼성 구조(hybrid structure)를 형성하기 어려운 문제가 있다. 그러나 본 발명의 실시예에 따르면, 유기물층(R1)과 그래핀층(GP1)이 혼성된 구조를 용이하게 형성할 수 있고, 이는 다양한 구조의 소자를 제조하는데 유리하게 작용할 수 있다. 11A to 11C, various solvents such as those shown in Table 1 can be used in the removal of the protective layer P1, so that a solvent which does not damage the organic layer R1 is selected and used The layer P1 can be removed. Therefore, according to the embodiment of the present invention, it is possible to easily form a hybrid structure in which the organic material layer R1 and the graphene layer GP1 are laminated together. There is a problem in that it is difficult to form a hybrid structure of various materials including graphene and organic materials by the conventional graphene transfer method. However, according to the embodiment of the present invention, it is possible to easily form a structure in which the organic
전술한 본 발명의 실시예에서는 보호층(P1)의 베이스 물질로 폴리스티렌(polystyrene)을 사용하는 경우에 대해서 설명하였지만, 폴리스티렌 이외에 다른 폴리머를 사용할 수도 있다. 예컨대, PE(polyethylene), PVC(polyvinylchloride), PC(polycarbonate), PVDF(polyvinylidenefluoride), PAN(polyacrylonitrile) 등을 보호층(P1)의 베이스 물질로 적용할 수 있다. 이러한 폴리머들을 보호층(P1) 물질로 사용하는 경우에도, 폴리스티렌을 사용하는 경우와 유사한 효과를 얻을 수 있다. 그리고 경우에 따라서는, 보호층(P1)의 베이스 물질로 PMMA를 사용할 수도 있다. 또한, 전술한 실시예에서는 용매로 디클로로메탄(dichloromethane)(DCM), 클로로폼(chloroform)(CF), 톨루엔(toluene)(TL), 아니솔(anisole)(AS), 클로로벤젠(chlorobenzene)(CB), 디클로로벤젠(dichlorobenzene)(DCB), N-메틸피롤리돈(N-methylpyrrolidone)(NMP)을 사용하는 경우에 대해 주로 설명하였지만, 용매의 종류도 달라질 수 있다. In the above embodiments of the present invention, polystyrene is used as a base material of the protective layer P1, but other polymers besides polystyrene may also be used. For example, PE (polyethylene), PVC (polyvinylchloride), PC (polycarbonate), PVDF (polyvinylidenefluoride), PAN (polyacrylonitrile) and the like can be used as the base material of the protective layer P1. Even when these polymers are used as the material for the protective layer (P1), an effect similar to that in the case of using polystyrene can be obtained. In some cases, PMMA may be used as the base material of the protective layer P1. In addition, in the above-mentioned embodiments, dichloromethane (DCM), chloroform (CF), toluene (TL), anisole (AS), chlorobenzene CB), dichlorobenzene (DCB), and N-methylpyrrolidone (NMP) were used. However, the type of the solvent may be different.
위와 같은 방법으로 전사한 그래핀은 다양한 소자에 여러 가지 목적으로 적용될 수 있다. 예컨대, 제2 기판(SUB2, SUB2')에 전사된 그래핀층(GP1)은 각종 소자의 전극(투명전극)으로 사용되거나, 활성층 또는 채널층으로 사용될 수 있다. 제2 기판(SUB2, SUB2')에 전사된 그래핀층(GP1)을 소정 모양으로 패터닝한 후, 제2 기판(SUB2, SUB2') 상에 상기 패터닝된 그래핀층(GP1)을 포함하는 다양한 소자를 제조할 수 있다. 전사된 그래핀층(GP1)으로부터 소자를 제조하는 방법은 그래핀층(GP1)을 패터닝하는 단계 및 패터닝된 그래핀층(GP1)을 포함하는 소정의 소자를 구성하는 단계를 포함할 수 있다. 제2 기판(SUB2, SUB2') 상에서 그래핀층(GP1)을 이용하는 다양한 소자를 구성하는 방법은 당업자가 잘 알 수 있는 것이므로, 이에 대한 자세한 설명은 배제한다. The graphene transferred by the above method can be applied to various devices for various purposes. For example, the graphene layer GP1 transferred to the second substrate SUB2 or SUB2 'may be used as an electrode (transparent electrode) of various devices or as an active layer or a channel layer. A plurality of devices including the patterned graphene layer GP1 are formed on the second substrate SUB2 and SUB2 'by patterning the graphene layer GP1 transferred to the second substrate SUB2 and SUB2' Can be manufactured. The method of manufacturing a device from the transferred graphene layer GP1 may include patterning the graphene layer GP1 and configuring a predetermined device including the patterned graphene layer GP1. A method of constructing various elements using the graphene layer GP1 on the second substrate SUB2, SUB2 'is well known to those skilled in the art, so a detailed description thereof will be omitted.
상기한 설명에서 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나, 그들은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다, 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 예들 들어, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 전술한 본 발명의 실시예에 따른 그래핀 전사 방법은 다양하게 변형될 수 있음을 알 수 있을 것이다. 또한 본 발명의 실시예에 따라 전사된 그래핀은 다양한 소자에 다양한 목적으로 적용될 수 있음을 알 수 있을 것이다. 때문에 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정하여 질 것이 아니고 특허 청구범위에 기재된 기술적 사상에 의해 정하여져야 한다. Although a number of matters have been specifically described in the above description, they should be interpreted as examples of preferred embodiments rather than limiting the scope of the invention. For example, those skilled in the art will appreciate that the method of graphene transfer according to embodiments of the present invention described above can be modified in various ways. It will also be understood that the transferred graphene may be applied to various devices for various purposes according to embodiments of the present invention. Therefore, the scope of the present invention is not to be determined by the described embodiments but should be determined by the technical idea described in the claims.
GP1 : 그래핀층 P1 : 보호층
R1 : 유기물층 SUB1 : 제1 기판
SUB2 : 제2 기판 UV : 자외선
50 : 식각 용액 100 : 용기GP1: Graphene layer P1: Protective layer
R1: organic material layer SUB1: first substrate
SUB2: second substrate UV: ultraviolet ray
50: etching solution 100: container
Claims (20)
상기 그래핀 상에 폴리스티렌(polystyrene)과 용매의 혼합물로 보호층을 형성하는 단계;
상기 제1 기판을 제거하는 단계;
상기 보호층에 구비된 상기 그래핀을 제2 기판에 부착하는 단계; 및
상기 보호층을 제거하는 단계;를 포함하는 그래핀 전사 방법. Forming graphene on the first substrate;
Forming a protective layer on the graphene with a mixture of polystyrene and a solvent;
Removing the first substrate;
Attaching the graphene provided on the protective layer to a second substrate; And
And removing the protective layer.
상기 용매는 150℃ 이상의 끓는점(boiling point)을 갖는 그래핀 전사 방법. The method according to claim 1,
Wherein the solvent has a boiling point of at least < RTI ID = 0.0 > 150 C. < / RTI >
상기 용매는 32 dyne/cm 이상의 표면장력(surface tension)을 갖는 그래핀 전사 방법. The method according to claim 1,
Wherein the solvent has a surface tension of at least 32 dynes / cm.
상기 용매는 디클로로메탄(dichloromethane), 클로로폼(chloroform), 톨루엔(toluene), 아니솔(anisole), 클로로벤젠(chlorobenzene), 디클로로벤젠(dichlorobenzene) 및 N-메틸피롤리돈(N-methylpyrrolidone) 중 적어도 하나를 포함하는 그래핀 전사 방법. The method according to claim 1,
The solvent may be selected from the group consisting of dichloromethane, chloroform, toluene, anisole, chlorobenzene, dichlorobenzene, and N-methylpyrrolidone. Wherein the graphen transferring method comprises at least one graphen transferring method.
상기 폴리스티렌과 용매의 혼합물에서 상기 폴리스티렌의 함유량은 1∼7wt% 인 그래핀 전사 방법. The method according to claim 1,
Wherein the content of the polystyrene in the mixture of polystyrene and solvent is 1 to 7 wt%.
상기 그래핀이 부착될 상기 제2 기판의 표면을 자외선(UV)으로 처리하는 단계를 더 포함하는 그래핀 전사 방법. The method of claim 1, further comprising: prior to attaching the graphene to the second substrate,
Further comprising the step of treating the surface of the second substrate to which the graphen is attached with ultraviolet (UV) light.
상기 그래핀이 부착되는 상기 제2 기판의 표면은 친수성(hydrophilic property)을 갖는 그래핀 전사 방법. The method according to claim 1,
Wherein the surface of the second substrate to which the graphen is attached has a hydrophilic property.
상기 그래핀 상에 상기 폴리스티렌과 용매의 혼합물을 스핀 코팅(spin coating)으로 도포하는 단계를 포함하는 그래핀 전사 방법. The method of claim 1, wherein forming the passivation layer comprises:
And applying a mixture of the polystyrene and the solvent on the graphen by spin coating.
상기 스핀 코팅은 1000 rpm 이상의 속도로 수행하는 그래핀 전사 방법. 9. The method of claim 8,
Wherein the spin coating is performed at a speed of 1000 rpm or more.
상기 보호층의 제거는 32 dyne/cm 이상의 표면장력을 갖는 식각 용액을 사용하여 수행하는 그래핀 전사 방법. The method according to claim 1,
Wherein the removal of the protective layer is carried out using an etching solution having a surface tension of at least 32 dyne / cm.
상기 식각 용액은 상기 혼합물의 용매와 동일한 계열의 물질을 포함하는 그래핀 전사 방법. 11. The method of claim 10,
Wherein the etchant solution comprises the same series of materials as the solvent of the mixture.
상기 제2 기판은 Si/SiO2 기판인 그래핀 전사 방법. The method according to claim 1,
Wherein the second substrate is a Si / SiO 2 substrate.
상기 제2 기판은 실리콘 기판, 유리 기판, 플라스틱 기판 및 금속 기판 중 하나를 포함하는 그래핀 전사 방법. The method according to claim 1,
Wherein the second substrate comprises one of a silicon substrate, a glass substrate, a plastic substrate, and a metal substrate.
상기 제2 기판 상에 유기물층을 형성하는 단계를 더 포함하고,
상기 그래핀은 상기 유기물층에 부착하는 그래핀 전사 방법. The method according to claim 1,
Further comprising forming an organic layer on the second substrate,
Wherein the graphenes adhere to the organic material layer.
상기 제2 기판 상에 상기 그래핀을 포함하는 소자를 구성하는 단계;를 포함하는 그래핀 적용 소자의 제조방법. Transferring the graphene from the first substrate to the second substrate using the method according to any one of claims 1 to 14; And
And forming an element including the graphene on the second substrate.
상기 그래핀 상에 폴리머와 용매의 혼합물로 보호층을 형성하는 단계;
상기 제1 기판을 제거하는 단계;
제2 기판의 표면을 자외선으로 처리한 후, 상기 보호층에 구비된 상기 그래핀을 상기 제2 기판의 표면에 부착하는 단계; 및
상기 보호층을 제거하는 단계;를 포함하는 그래핀 전사 방법. Forming graphene on the first substrate;
Forming a protective layer on the graphene with a mixture of a polymer and a solvent;
Removing the first substrate;
Treating the surface of the second substrate with ultraviolet light and then attaching the graphene provided on the protective layer to the surface of the second substrate; And
And removing the protective layer.
상기 자외선으로 처리된 상기 제2 기판의 표면은 친수성을 갖는 그래핀 전사 방법. 17. The method of claim 16,
Wherein the surface of the second substrate treated with ultraviolet light has hydrophilicity.
상기 용매는 150℃ 이상의 끓는점을 갖는 그래핀 전사 방법. 17. The method of claim 16,
Wherein the solvent has a boiling point of 150 ° C or higher.
상기 보호층은 32 dyne/cm 이상의 표면장력을 갖는 식각 용액을 사용해서 제거하는 그래핀 전사 방법. 17. The method of claim 16,
Wherein the protective layer is removed using an etching solution having a surface tension of at least 32 dyne / cm.
상기 제2 기판 상에 상기 그래핀을 포함하는 소자를 구성하는 단계;를 포함하는 그래핀 적용 소자의 제조방법. Transferring the graphene from the first substrate to the second substrate using the method according to any one of claims 16 to 19; And
And forming an element including the graphene on the second substrate.
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