KR20140090716A - 그래핀 구조체, 이를 포함한 그래핀 소자 및 그 제조 방법 - Google Patents

그래핀 구조체, 이를 포함한 그래핀 소자 및 그 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20140090716A
KR20140090716A KR1020120151337A KR20120151337A KR20140090716A KR 20140090716 A KR20140090716 A KR 20140090716A KR 1020120151337 A KR1020120151337 A KR 1020120151337A KR 20120151337 A KR20120151337 A KR 20120151337A KR 20140090716 A KR20140090716 A KR 20140090716A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
layer
graphene
metal
silicon carbide
carbide substrate
Prior art date
Application number
KR1020120151337A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101984697B1 (ko
Inventor
안종렬
신하철
송인경
Original Assignee
삼성전자주식회사
성균관대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사, 성균관대학교산학협력단 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020120151337A priority Critical patent/KR101984697B1/ko
Priority to US13/924,953 priority patent/US9324839B2/en
Publication of KR20140090716A publication Critical patent/KR20140090716A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101984697B1 publication Critical patent/KR101984697B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66007—Multistep manufacturing processes
    • H01L29/66075—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials
    • H01L29/66227—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials the devices being controllable only by the electric current supplied or the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched, e.g. three-terminal devices
    • H01L29/66409—Unipolar field-effect transistors
    • H01L29/66477—Unipolar field-effect transistors with an insulated gate, i.e. MISFET
    • H01L29/66742—Thin film unipolar transistors
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/15—Nano-sized carbon materials
    • C01B32/182—Graphene
    • C01B32/184—Preparation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J6/00—Heat treatments such as Calcining; Fusing ; Pyrolysis
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/06—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of metallic material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02367—Substrates
    • H01L21/0237—Materials
    • H01L21/02373—Group 14 semiconducting materials
    • H01L21/02378—Silicon carbide
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02367—Substrates
    • H01L21/02428—Structure
    • H01L21/0243—Surface structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02436—Intermediate layers between substrates and deposited layers
    • H01L21/02439—Materials
    • H01L21/02491—Conductive materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02436—Intermediate layers between substrates and deposited layers
    • H01L21/02494—Structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02518—Deposited layers
    • H01L21/02521—Materials
    • H01L21/02524—Group 14 semiconducting materials
    • H01L21/02527—Carbon, e.g. diamond-like carbon
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02612—Formation types
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/12—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
    • H01L29/16—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed including, apart from doping materials or other impurities, only elements of Group IV of the Periodic Table
    • H01L29/1606—Graphene
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/43—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
    • H01L29/45—Ohmic electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772—Field effect transistors
    • H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • H01L29/786—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film
    • H01L29/78684—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film having a semiconductor body comprising semiconductor materials of Group IV not being silicon, or alloys including an element of the group IV, e.g. Ge, SiN alloys, SiC alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2204/00—Structure or properties of graphene
    • C01B2204/02—Single layer graphene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2204/00—Structure or properties of graphene
    • C01B2204/20—Graphene characterized by its properties
    • C01B2204/22—Electronic properties
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/12—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
    • H01L29/16—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed including, apart from doping materials or other impurities, only elements of Group IV of the Periodic Table
    • H01L29/1608—Silicon carbide

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Abstract

그래핀 구조체의 제조방법, 그 그래핀 구조체 및 이를 포함하는 그래핀 소자를 제공한다. 본 그래핀 구조체의 제조 방법은, 탄화규소 기판상에 금속층을 증착하는 단계; 및 상기 금속층이 증착된 상기 탄화규소를 제1 온도에서 열처리함으로써, 상기 탄화규소 기판상에 상기 금속이 함유된 복합층 및 그래핀층을 형성하는 단계; 를 포함한다.

Description

그래핀 구조체, 이를 포함한 그래핀 소자 및 그 제조 방법{The manufacturing for graphene structure, graphene structure and the device comprising the same}
본 개시는 그래핀 구조체를 제조하는 방법, 그 그래핀 구조체 및 이를 포함하는 그래핀 소자에 관한 것이다.
일반적으로 그래파이트(graphite)는 탄소 원자가 6각형 모양으로 연결된 판상의 2차원 그래핀이 적층되어 있는 구조이다.
상기 그래핀은 투명도 및 전도성이 우수하여 표시소자용 전극, 태양전지용 전극과 같은 다양한 전기소자에 유용하게 사용될 수 있다.
이와 같은 그래핀은 금속 촉매에 탄소공급원을 공급한 후 열처리하는 과정을 통해 형성되며, 이어서 얻어진 그래핀을 분리하여 목적하는 소정의 기판 상에 전사시킴으로써 전기소자를 제조하게 된다.
그래핀은 육방정계의 탄소원자가 단일층으로 이루어진 이차원 전도성 물질로서 실리콘보다 훨씬 높은 전자이동도를 가지는 특징 때문에 새로운 반도체 소자의 재료로 주목을 받고 있다. 또한 그래핀은 구리의 백배에 달하는 전류밀도를 가지며 투명하고 플렉시블(flexible)한 형태로 만들 수 있어 휴대용 디바이스에 응용 가치가 높은 소재이다.
이러한 그래핀을 얻는 방법에는 크게 단결정 그라파이트로부터 그래핀을 분리해 내는 박리법, 금속 촉매 표면 상에서 탄소 소스를 이용하여 그래핀을 유도하는 화학 기상 증착법 및 탄화규소 기판상에 그래핀층을 성장시키는 에피택셜 성장법이 있다.
이 중 에피택셜 성장법은 다른 방법에 비해 고품질의 그래핀을 대면적으로 얻을 수 있어 높은 전자이동도를 가진 소자를 만들기 유리하다. 그러나, 균일한 그래핀층을 형성하는데 한계가 있고, 이로 인한 전자이동도 저하되는 문제점이 있다.
본 개시는 그래핀층을 포함하는 그래핀 구조체의 제조 방법을 제공한다.
그리고, 본 개시는 래핀층이 형성된 그래핀 구조체 및 그래핀 소자를 제공한다.
본 일 실시예의 유형에 따르는 그래핀 구조체의 제조 방법은, 탄화규소 기판상에 금속층을 증착하는 단계; 및 상기 금속층이 증착된 상기 탄화규소를 제1 온도에서 열처리함으로써, 상기 탄화규소 기판상에 상기 금속이 함유된 복합층 및 그래핀층을 형성하는 단계; 를 포함한다.
그리고, 상기 금속층을 증착하기 전 상기 탄화규소 기판을 제2 온도에서 열처리하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2 온도는 1010℃ 내지 1100℃일 수 있다.
그리고, 상기 탄화규소 기판 중 상기 금속층이 증착되는 표면은 규소와 탄소가 불균일하게 분포되어 있을 수 있다.
또한, 상기 금속층의 증착은 실온에서 수행될 수 있다.
그리고, 상기 제1 온도는 810℃ 내지 900℃일 수 있다.
또한, 상기 금속이 함유된 복합층은 상기 금속-규소 화합물 및 금속 물질 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 금속-규소 화합물은 상기 탄화규소 기판의 표면 중 규소가 많은 영역상에 형성될 수 있다.
또한, 상기 금속 물질은 상기 탄화규소 기판의 표면 중 탄소가 많은 영역상에 형성될 수 있다.
그리고, 상기 그래핀층은 단일층일 수 있다.
또한, 상기 그래핀층은, 전하적으로 중성일 수 있다.
그리고, 상기 금속이 함유된 복합층은 상기 탄화규소 기판 및 상기 그래핀층 사이에 형성될 수 있다.
또한, 상기 탄화규소 기판, 상기 금속이 함유된 복합층 및 그래핀층을 제3 온도에서 열처리함으로써 상기 그래핀층상에 잔존하는 금속을 제거하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
그리고, 상기 제3 온도는 900℃ 내지 1000℃일 수 있다.
또한, 상기 탄화규소 기판, 상기 금속이 함유된 복합층 및 그래핀층을 제4 온도에서 열처리함으로써 상기 금속이 함유된 복합층을 제거하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
그리고, 상기 제4 온도는 1010℃ 내지 1100℃일 수 있다.
또한, 상기 탄화규소 기판과 상기 그래핀층 상에 수소층을 형성시키는 단계;를 더 포함할 수 있다.
한편, 본 일 실시예의 유형에 따르는 그래핀 구조체는 그래핀층; 및 상기 탄화규소 기판과 상기 그래핀층 사이에 배치된 삽입층;을 포함하고, 상기 그래핀층은 전기적으로 중성의 특성을 갖고 단일층일 수 있다.
그리고, 상기 삽입층은 금속이 함유된 복합물을 포함할 수 있다.
또한, 상기 삽입층은 수소층일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 그래핀 구조체를 나타낸 단면도이다.
도 2a 내지 도 2e는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 삽입층을 포함하는 그래핀 구조체를 제조하는 방법을 설명하는 도면이다.
도 3a 내지 도 3c는 규소가 많은 상에서 그래핀층이 형성되는 과정을 원자 단위로 도시한 도면이다.
도 4a 내지 도 4c는 탄소가 많은 상에서 그래핀층이 형성되는 과정을 원자 단위로 도시한 도면이다.
도 5a는 탄화규소 기판을 가열하였을 때의 탄화규소 기판의 STM(scanning tunneling microscope) 이미지이다.
도 5b는 실시예에 따른 그래핀 구조체의 표면에 대한 STM 이미지를 나타내는 도면이다.
도 6a는 탄화규소 기판 중 규소가 많은 영역에서 형성된 그래핀층의 결합 에너지는 나타내는 도면이다.
도 6b는 탄화규소 기판 중 탄소가 많은 영역에서 형성된 그래핀의 결합 에너지를 나타낸 도면이다.
도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 삽입층을 포함하는 그래핀 구조체를 제조하는 방법을 설명하는 도면이다.
도 8a는 그래핀 구조체를 가열하였을 때 그래핀층의 결합 에너지를 나타내는 그래프이다.
도 8b는 제2 삽입층이 형성되었을 때 그래핀층의 결합 에너지는 나타내는 그래프이다.
도 9는 일 실시예에 따른 그래핀 구조체 중 그래핀층을 전사하는 방법으로 형성된 그래핀 소자의 예시적인 구조를 보인다.
도 10은 다른 실시예에 따른 그래핀 구조체로부터 제조된 그래핀 소자의 예시적인 구조를 보인다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 그래핀 구조체 및 그 제조 방법을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 첨부된 도면에 도시된 층이나 영역들의 폭 및 두께는 명세서의 명확성을 위해 다소 과장되게 도시될 수 있다. 상세한 설명 전체에 걸쳐 동일한 참조번호는 동일한 구성요소들을 나타낸다.
첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 그래핀 구조체(100)를 나타낸 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 그래핀 구조체(100)는 탄화규소 기판(10), 그래핀층(20) 및 탄화규소 기판(10)과 그래핀층(20) 사이에 배치된 삽입층(30)을 포함한다.
그래핀층(20)은 탄화규소 기판(10) 위에 단일한 층으로 형성된다. 상기한 그래핀은 탄화규소 기판(10)과 결합이 거의 없는 도핑이 안된 준 프리스텐딩 특성을 가지며, 전기적으로 중성의 특징을 갖을 수 있다.
또한, 탄화규소 기판(10)과 그래핀층(20) 사이에는 삽입층(30)이 배치되어 있다. 상기한 삽입층(30)의 에너지 갭은 그래핀층(20)의 에너지 갭보다 작을 수 있다. 이러한 삽입층(30)은 금속이 함유된 복합층일 수 있다. 예를 들어, 삽입층(30)은 금속과 규소가 혼합된 금속-규소 화합물과 금속만으로 형성된 금속 물질을 포함할 수 있다. 상기한 금속은 팔라듐(Pd), 구리(Cu), 철(Fe) 및 망간(Mn) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이하 설명의 편의를 도모하기 위해 에너지 갭이 낮은 삽입층을 제1 삽입층이라고 한다.
이와 같이 에너지 갭이 낮은 삽입층(30)이 탄화규소 기판(10)과 그래핀층(20)의 사이 배치된 경우, 그래핀을 전사함으로써 그래핀 소자를 제조할 수 있다.
한편, 상기한 삽입층(30)의 에너지 갭은 그래핀층(20)의 에너기 갭보다 클 수 있다. 이러한 삽입층(30)은 수소, 산소 등과 같은 물질을 포함할 수도 있다. 이하 설명의 편의를 도모하기 위해 에너지 갭이 높은 삽입층을 제2 삽입층이라고 한다.
이와 같이 에너지 갭이 높은 삽입층(30)이 탄화규소 기판(10)과 그래핀층(20)의 사이 배치된 경우, 그래핀 상에 전자 소자의 구성요소를 직접 증착할 수 있는 잇점이 있다.
도 2a 내지 도 2e는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 삽입층을 포함하는 그래핀 구조체(100)를 제조하는 방법을 설명하는 도면이다. 제1 삽입층을 포함하는 그래핀 구조체(100)의 제조는 초고진공(ultra-high vacuum) 상태에서 수행될 수 있다. 예를 들어, 10-9 내지 10-10 torr 내에서 제1 삽입층을 포함하는 그래핀 구조체(100)를 제조할 수 있다.
도 2a에 도시된 바와 같이, 탄화규소 기판(10)을 준비한다. 본 제조방법에서 사용되는 탄화규소(SiC) 기판은 탄소(C)와 규소(Si) 성분을 포함하는 결정성 기판로서, 상기 결정 구조에 따라 3C-SiC, 4H-SiC, 6H-SiC 등으로 나뉘어지며, 상기 공정에서는 이들을 제한 없이 사용할 수 있다. 또한 상기 탄화규소 기판(10)은 도펀트를 도핑하여 얻어진 p-타입 또는 n-타입을 사용할 수 있다. 이와 같은 도펀트로서는 알루미늄, 붕소, 질소, 인, 전이금속 중 하나 이상을 사용할 수 있다. 상기 전이금속의 예로서는 크롬(Cr), 망간(Mn), 철(Fe) 등을 사용할 수 있다.
일반적으로, 탄화규소 기판(10)의 표면은 원자 단위로 단차진 계단형일 수 있다. 이러한 계단형의 탄화규소 기판(10)을 열처리하면, 도 2b에 도시된 바와 같이, 탄화규소 기판(10)의 표면은 규소가 많은 영역(11)과 탄소가 많은 영역(12)으로 분류될 수 있다.
탄화규소 기판(10)을 열처리할 수 있다. 또한, 탄화규소의 열처리 온도는 약 약 900℃ 내지 약 1200℃일 수 있다. 탄화규소 기판(10)이 가열되면, 탄화규소 기판(10)에서 규소가 탈착될 수 있다. 탄화규소 기판(10)은 원자 수준의 단일 계단형으로 형성되어 있기 때문에 탄화규소 기판(10)을 가열하게 되면, 탄화규소 기판(10)의 계단과 인접한 영역에는 규소가 보다 빨리 탈착하게 된다. 그리하여, 탄화 규소의 표면 중 단차진 영역과 인접한 영역은 탄소가 많은 영역(12)이 되고, 그 이외의 영역은 규소가 많은 영역(11)가 될 수 있다. 열처리하는 온도에 따라 규소가 많은 영역(11)과 탄소가 많은 영역(12)은 확대, 축소 또는 변경될 수도 있다.
상기 열처리를 위한 열원으로서는 유도가열(induction heating), 복사열, 레이져, IR, 마이크로파, 플라즈마, UV, 표면 플라즈몬 가열 등을 제한 없이 사용할 수 있다. 이와 같은 열원은 탄화규소 기판이 배치된 챔버에 부착되어 챔버 내부를 소정 온도까지 승온시키는 역할을 수행한다.
그리고, 도 2c에 도시된 바와 같이, 탄화규소 기판(10)의 표면상에 금속층(40)을 증착한다. 상기한 금속층(40)의 금속은 팔라듐(Pd), 구리(Cu), 철(Fe) 및 망간(Mn) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 금속(M)의 양은 특별히 구해받지 않는다. 금속은 탄화규소 기판(10)상에 균일하게 증착되는 것이 바람직하다. 상기한 금속의 증착은 실온에서 행해질 수 있다.
그리고 나서, 금속층(40)이 증착된 탄화규소 기판(10)을 다시 열처리할 수 있다. 열처리 온도는 810? 내지 900?일 수 있다. 온도는 시간에 따라 점진적으로 높일 수 있다. 그러면, 도 2d에 도시된 바와 같이, 탄화규소 기판(10)상에는 제1 삽입층(50) 및 그래핀층(20)이 형성된다. 제1 삽입층(50)은 규소(Si)와 금속(130)이 함유된 화합물(50a)와 금속물질(50b)로 구성될 수 있다. 상기한 그래핀층(20)은 전하적으로 중성이고 준 프리스탠딩(quasi freestanding)한 특성을 갖을 수 있다. 그리고, 상기한 그래핀층(20)은 단일층일 수 있다. 그리하여, 탄화규소 기판(10), 규소(Si)가 함유된 제1 삽입층(50) 및 그래핀층(20)을 포함하는 그래핀 구조체(110)가 형성된다.
마지막으로, 도 2d에서 생성된 결과물의 열처리 온도를 약간 더 상승시킨다. 여기서의 열처리 온도는 910? 내지 1000?일 수 있다. 그러면, 도 2e에 도시된 바와 같이, 그래핀층(20)의 위에 잔존하는 금속층(40a)이 승화됨으로써 탄화규소 기판(10), 제1 삽입층(50) 및 그래핀층(20)을 포함하는 그래핀 구조체(110)만이 남게 된다.
도 3a 내지 도 3c는 규소가 많은 상에서 그래핀층이 형성되는 과정을 원자 단위로 도시한 도면이고, 도 4a 내지 도 4c는 탄소가 많은 상에서 그래핀층이 형성되는 과정을 원자 단위로 도시한 도면이다.
도 3a에 도시된 바와 같이 탄화규소 기판(10)상에 금속(M)가 증착될 수 있다. 그리고, 금속(M)가 증착된 탄화규소 기판(10)을 가열하면, 도 3b에 도시된 바와 같이, 규소(Si)가 많은 영역에 증착된 금속(M)는 규소(Si)와 결합하여 금속-규소(Si) 화합물(metal-silicidation)이 형성되고 탄화규소 중 규소(Si)는 탄소(C)로부터 분리되어 금속(M)와 결합하여 금속-규소(Si) 화합물(metal-silicidation)이 형성되어 금속(M)이 함유된 화합물(50a)이 된다. 그리하여, 잔류하는 탄소(C)들은 금속-규소(Si) 화합물의 표면으로 확산되면서 그래핀층(20)이 형성된다. 더 나아가 그래핀층(20)이 형성된 탄화규소 기판(10)의 가열 온도를 좀더 높이면, 그래핀층(20) 위에 잔존하는 금속(M)가 승화됨으로써, 도 3c에 도시된 바와 같은 그래핀 구조체(100)만이 남게 된다.
그리고, 도 4a에 도시된 바와 같이 탄화규소 기판(10)상에 금속(M)가 증착될 수 있다. 금속(M)가 증착된 탄화규소 기판(10)을 가열하면, 탄소(C)가 많은 상에 증착된 금속(M)는, 도 4b에 도시된 바와 같이, 탄화규소 기판(10)과 탄소(C) 사이에 삽입되어 금속층(50b)이 형성된다. 금속(M)에 밀려 금속(M)의 표면위로 확산된 탄소(C)들은 서로 결합하여 그래핀층(20)이 형성된다. 더 나아가 그래핀층(20)이 형성된 탄화규소 기판(10)의 가열 온도를 좀더 높이면, 그래핀층(20) 위에 잔존하는 금속(M)가 승화됨으로써, 도 4c에 도시된 바와 같은 그래핀 구조체(100)만이 남게 된다.
이와 같이 형성된 그래핀층은 규소(Si)가 많은 영역과 탄소가 많은 상간의 경계에 의해 구분되지 않고 균일하게 형성된다. 즉 탄화규소 기판의 단차진 영역과 인접한 영역, 그 외의 영역에 대한 구분없이 그래핀층이 탄화규소 기판에 전반적으로 형성된다.
실시예 1
앞서 기술한 바와 같은 제조방법으로 제1 삽입층을 포함한 그래핀 구조체를 제조하였다. 구체적으로, 초고진공(ultra-high vacuum) 상태의 챔버 내에서 탄화규소 기판을 약 1025?의 온도에서 30초 동안 가열하였다, 도 5a는 탄화규소 기판을 가열하였을 때의 탄화규소 기판의 STM(scanning tunneling microscope) 이미지이다. 도 5a에 도시된 바와 같이, 탄화규소 기파의 표면은 규소가 많은 영역과 탄소가 많은 영역이 공존하고 있다.
그리고, 실온에서 탄화규소 기판상에 금속을 증착하였다. 금속으로는 팔라듐을 이용하였다. 금속이 증착된 탄화규소 기판을 다시 약 870?로 열처리하여 그래핀층을 형성한 후 다시 약 950?로 열처리하였다. 도 5b는 실시예에 따른 그래핀 구조체의 표면에 대한 STM 이미지를 나타내는 도면이다. 도 5b에 도시된 바와 같이, 그래핀 구조체의 표면은 허니콤(honeycomb) 격만이 표시된다. 그래핀이 복수층으로 형성된다면, 허니콤 격자들이 겹쳐서 STM 이미지상에 허니콤 격자가 중첩되어 보여질 것이다. 그러나, 실시예에 따른 그래핀 구조체의 그래핀은 허니콤 격자가 일렬로 배열된 것으로 보아 그래핀층은 단일층으로 형성되었음을 확인할 수 있다. 또한, 탄소가 많은 영역과 규소가 많은 영역상의 경계가 없이 허니콤 격자가 일렬로 배열된 것으로 확인되었다.
도 6a는 탄화규소 기판 중 규소가 많은 영역에서 형성된 그래핀층의 결합 에너지는 나타내는 도면이고, 도 6b는 탄화규소 기판 중 탄소가 많은 영역에서 형성된 그래핀의 결합 에너지를 나타낸 도면이다.
도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 그래핀층의 결합에너지는 규소가 많은 상에서 형성되었든지 탄소가 많은 상에서 형성되었는지 상관없이 에너지 준위가 0인 지점에서 꼭지점을 형성한다. 그리하여, 그래핀층은 준 프리스텐딩 특성을 가진다고 할 수 있고, 전하적으로 중성의 특성을 갖는다고 확인할 수 있다.
다음은 제2 삽입층을 포함하는 그래핀 구조체를 제조하는 방법에 대해 설명한다. 도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 삽입층을 포함하는 그래핀 구조체를 제조하는 방법을 설명하는 도면이다.
도 7a에 도시된 바와 같이, 제1 삽입층(50)을 포함한 그래핀 구조체(110)를 열처리한다. 열처리 온도는 제1 삽입층(50)이 승화될 수 있는 온도인 것이 바람직하다. 예를 들어, 열처리 온도는 약 1010? 내지 1100?일 수 있다. 그러면, 제1 삽입층(50)이 승화되면, 도 7b에 도시된 바와 같이, 그래핀층(20)의 탄소(C)와 탄화규소 기판(10)의 규소가 다시 결합할 수도 있다. 즉 탄화규소 기판(10)내 규소의 단글링 본드(dangling bond)(10c)가 그래핀층(20)의 탄소와 결합할 수 있다. 그래핀층(20)의 탄소가 규소의 단글링 본드(10c)와 결합함으로써 그래핀층(20)은 본연의 특성을 잃을 수 있다. 이후, 도 7b의 결과물에 추가적으로 수소를 주입시킬 수 있다. 챔버내 압력이 700 내지 800 torr 에서 수소 기체를 약 600 ?내지 약 800? 로 가열하면, 수소 기체는 원자 단위로 분리되고 규소의 단글링 본드(110b)는 탄소와 분리된 후 수소 원자가 결합함으로써 제2 삽입층(70)이 형성된다. 제2 삽입층(70)은 수소층이 될 수 있다. 제2 삽입층(70)의 형성으로 그래핀층(20)은 다시 원래의 특성을 갖게 된다.
실시예2
앞서 기술한 바와 같은 제조방법으로 제2 삽입층을 포함한 그래핀 구조체를 제조하였다. 구체적으로, 초고진공(ultra-high vacuum) 상태의 챔버 내에서 제1 삽입층을 포함하는 그래핀 구조체를 약 1050?의 온도에서 가열하였다, 도 8a는 그래핀 구조체를 가열하였을 때 그래핀층의 결합 에너지를 나타내는 그래프이다. 도 8a에 도시된 바와 같이, 그래핀층의 결합 에너지는 에너지 준위가 0인 지점에서 꼭지점을 형성하지 않았다. 그리하여, 제1 삽입층이 포함된 그래핀 구조체내의 그래핀층의 특성이 변경되었음을 확인할 수 있다.
이후, 챔버내에 수소 기체를 주입시키고 압력을 750 torr 및 온도를 700 ?로 가열하였다. 그러면, 소소 원자가 그래핀층과 탄화규소 기판 사이에 삽입되어 수소층인 제2 삽입층을 형성할 것이다. 도 8b는 제2 삽입층이 형성되었을 때 그래핀층의 결합 에너지는 나타내는 그래프이다. 도 8b에 도시된 바와 같이, 그래핀층의 결합 에너지는 에너지 준위가 0 부근에서 꼭지점을 형성하였다. 그리하여, 제2 삽입층이 포함된 그래핀 구조체내의 그래핀층은 원래의 특성으로 전환되었음을 확인할 수 있다.
상기와 같이 제조된 그래핀 구조체는 다양한 용도에 활용할 수 있다. 우선 전도성이 우수하고, 막의 균일도가 높아 투명 전극으로서 유용하게 사용될 수 있다. 태양전지 등에서는 기판 상에 전극이 사용되며, 빛이 투과해야 하는 특성상 투명 전극이 요구되고 있다. 이러한 투명 전극으로서 상기 그래핀이 형성된 층상구조체를 사용하는 경우, 우수한 전도성을 나타내게 된다. 또한, 각종 표시소자 등의 패널 전도성 박막으로서 활용하는 경우, 소량으로도 목적하는 전도성을 나타낼 수 있고, 빛의 투과량을 개선하는 것이 가능해진다.
아울러, 메모리소자용 채널, 센서, 전자 종이 등에 사용할 수 있다. 즉, 상기 그래핀 구조체는 절연층 상에 그래핀이 존재하므로, 이를 FET 트랜지스터 등의 다양한 트랜지스터에서 게이트 전극 등으로 활용할 수 있다.
아울러 그래핀 구조체는 투명전극이 사용되는 표시소자에 적용될 수 있다. 상기한 표시 소자은 전자종이 표시소자, 유기발광 표시소자, 액정 표시소자 등을 예로 들 수 있다.
이들 중 상기 유기발광 표시소자는 형광성 또는 인광성 유기 화합물 박막에 전류를 흘려주면, 전자와 정공이 유기막에서 결합하면서 빛이 발생하는 현상을 이용한 능동 발광형 표시 소자이다. 일반적인 유기 전계 발광 소자는 기판 상부에 애노드가 형성되어 있고, 이 애노드 상부에 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층 및 캐소드가 순차적으로 형성되어 있는 구조를 가지고 있다. 전자와 정공의 주입을 보다 용이하게 하기 위하여 전자 주입층 및 정공 주입층을 더 구비하는 것도 가능하며, 필요에 따라 정공차단층, 버퍼층 등을 더 구비할 수 있다. 상기 애노드는 그 특성상 투명하고 전도성이 우수한 소재가 바람직한 바, 상기 구현예에 따른 그래핀 함유 층상구조체를 구비한 투명 전극을 유용하게 사용할 수 있다.
또 다른 구현예에 따르면, 상기 그래핀 구조체는 다양한 전기소자에 사용될 수 있으며, 예를 들어 센서, 바이폴라 정션 트랜지스터, 전계 효과형 트랜지스터, 이종 접합 바이폴러 트랜지스터, 싱글 일렉트론 트랜지스터, 발광다이오드, 유기전계 발광다이오드 등을 예시할 수 있다. 이와 같은 소자들에서 상기 그래핀 구조체는 채널층, 전극, 또는 전극과 채널층 사이의 버퍼층 등에 사용될 수 있다.
도 9는 일 실시예에 따른 그래핀 구조체 중 그래핀층을 전사하는 방법으로 형성된 그래핀 소자의 예시적인 구조를 보인다.
기판(210) 상에 게이트 전극(220)이 형성되고, 게이트 전극(220)을 덮는 절연층(230)이 형성된 구조가 사용될 수 있으며, 이러한 절연층(230) 상에 도 2e의 그래핀 구조체(110) 중 그래핀층(20)이 전사될 수 있다. 그리고, 그래핀층(20) 상에 소스 전극(240)과 드레인 전극(250)을 더 형성하여, 도 9와 같은 그래핀 소자(200)가 제조될 수 있다. 이러한 그래핀 소자(200)는 그래핀층(20)이 채널층의 역할을 하는 트랜지스터가 될 수 있다. 그리고, 트랜지스터에 있어서, 발광소자를 상기 트랜지스터와 전기적으로 연결한 후, 소스-드레인 사이를 흐르는 전류를 이용하여 상기 발광소자를 제어할 수 있으며, 이를 이용하여 평판표시장치를 구성할 수 있다.
도 10은 다른 실시예에 따른 그래핀 구조체로부터 제조된 그래핀 소자의 예시적인 구조를 보인다.
도 7c의 그래핀 구조체(120)의 그래핀층(20) 위에 제1 전극(310)과 제2 전극(320)을 형성하는 과정이 더 수행되고, 도 10과 같은 그래핀 소자(300)가 제조될 수 있다. 이러한 그래핀 소자(300)는 센서로 응용될 수 있으며, 예를 들어, 그래핀층(20) 은 센서의 역할을 하며, 특정한 물질의 흡착 등으로 인한 전기적 특성의 변화가 제1 전극(310) 및 제2 전극(320)으로부터 측정될 수 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.
100, 110, 120: 그래핀 구조체
10: 탄화규소 기판 20: 그래핀층
30: 삽입층 40: 금속층
50: 제1 삽입층 70: 제2 삽입층
200, 300: 그래핀 소자

Claims (21)

  1. 탄화규소 기판상에 금속층을 증착하는 단계; 및
    상기 금속층이 증착된 상기 탄화규소를 제1 온도에서 열처리함으로써, 상기 탄화규소 기판상에 상기 금속이 함유된 복합층 및 그래핀층을 형성하는 단계; 를 포함하는 그래핀 구조체의 제조 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 금속층을 증착하기 전 상기 탄화규소 기판을 제2 온도에서 열처리하는 단계;를 더 포함하는 그래핀 구조체의 제조 방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제2 온도는 1010℃ 내지 1100℃인 그래핀 구조체의 제조 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 탄화규소 기판 중 상기 금속층이 증착되는 표면은 규소와 탄소가 불균일하게 분포되어 있는 그래핀 구조체의 제조 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 금속층의 증착은 실온에서 수행되는 그래핀 구조체의 제조 방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 온도는 810℃ 내지 900℃인 그래핀 구조체의 제조 방법
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 금속이 함유된 복합층은 상기 금속-규소 화합물 및 금속 물질 중 적어도 하나를 포함하는 그래핀 구조체의 제조 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 금속-규소 화합물은 상기 탄화규소 기판의 표면 중 규소가 많은 영역상에 형성되는 그래핀 구조체의 제조 방법.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 금속 물질은 상기 탄화규소 기판의 표면 중 탄소가 많은 영역상에 형성되는 그래핀 구조체의 제조 방법.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 그래핀층은
    단일층인 그래핀 구조체의 제조 방법.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 그래핀층은,
    전하적으로 중성인 그래핀 구조체의 제조 방법.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 금속이 함유된 복합층은
    상기 탄화규소 기판 및 상기 그래핀층 사이에 형성되는 그래핀 구조체의 제조 방법.
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 탄화규소 기판, 상기 금속이 함유된 복합층 및 그래핀층을 제3 온도에서 열처리함으로써 상기 그래핀층상에 잔존하는 금속을 제거하는 단계;를 더 포함하는 그래핀 구조체의 제조 방법.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 제3 온도는
    910℃ 내지 1000℃인 그래핀 구조체의 제조 방법.
  15. 제 1항에 있어서,
    상기 탄화규소 기판, 상기 금속이 함유된 복합층 및 그래핀층을 제4 온도에서 열처리함으로써 상기 금속이 함유된 복합층을 제거하는 단계;를 더 포함하는 그래핀 구조체의 제조 방법.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 제4 온도는
    1010℃ 내지 1100℃인 그래핀 구조체의 제조 방법.
  17. 제 15항에 있어서,
    상기 탄화규소 기판과 상기 그래핀층 상에 수소층을 형성시키는 단계;를 더 포함하는 그래핀 구조체의 제조 방법.
  18. 탄화규소 기판;
    그래핀층; 및
    상기 탄화규소 기판과 상기 그래핀층 사이에 배치된 삽입층;을 포함하고,
    상기 그래핀층은 전기적으로 중성의 특성을 갖고 단일층인 그래핀 구조체.
  19. 제 18항에 있어서,
    상기 삽입층은 금속이 함유된 복합물을 포함하는 그래핀 구조체.
  20. 제 18항에 있어서,
    상기 삽입층은 수소층인 그래핀 구조체.
  21. 제 20항에 따른 그래핀 구조체; 및
    상기 그래핀 구조체상에 형성된 소자층;를 포함하는 그래핀 소자.
KR1020120151337A 2012-12-21 2012-12-21 그래핀 구조체, 이를 포함한 그래핀 소자 및 그 제조 방법 KR101984697B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120151337A KR101984697B1 (ko) 2012-12-21 2012-12-21 그래핀 구조체, 이를 포함한 그래핀 소자 및 그 제조 방법
US13/924,953 US9324839B2 (en) 2012-12-21 2013-06-24 Graphene structure, graphene device including same, and method of manufacturing graphene structure

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120151337A KR101984697B1 (ko) 2012-12-21 2012-12-21 그래핀 구조체, 이를 포함한 그래핀 소자 및 그 제조 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140090716A true KR20140090716A (ko) 2014-07-18
KR101984697B1 KR101984697B1 (ko) 2019-05-31

Family

ID=50973645

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120151337A KR101984697B1 (ko) 2012-12-21 2012-12-21 그래핀 구조체, 이를 포함한 그래핀 소자 및 그 제조 방법

Country Status (2)

Country Link
US (1) US9324839B2 (ko)
KR (1) KR101984697B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210156634A (ko) * 2020-06-18 2021-12-27 현대제철 주식회사 자기조립형 탄소피복강재 및 그 제조방법

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3013119A1 (en) * 2014-10-24 2016-04-27 Centre National De La Recherche Scientifique Transparent heating device with graphene film
WO2016141423A1 (en) * 2015-03-06 2016-09-15 Griffith University A process, a structure, and a supercapacitor
EP3450394A4 (en) * 2016-04-27 2020-05-06 Kwansei Gakuin Educational Foundation METHOD FOR PRODUCING SIC SUBSTRATE HAVING GRAPHENE PRECURSOR AND METHOD FOR SURFACE TREATMENT OF SIC SUBSTRATE
PL417804A1 (pl) 2016-07-02 2018-01-15 Uniwersytet Jagielloński Metoda syntezy wysokiej jakości grafenu na powierzchni węglika krzemu
US10053358B2 (en) * 2016-08-31 2018-08-21 Robert Bosch Gmbh MEMS structure with graphene component
FR3057701A1 (fr) * 2016-10-13 2018-04-20 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Procede de realisation d’un contact electrique sur une couche de graphite, contact obtenu a l’aide d’un tel procede et dispositif electronique utilisant un tel contact
DE102016124973A1 (de) * 2016-12-20 2018-06-21 Infineon Technologies Ag Halbleiterbauelemente und Verfahren zum Bilden von Halbleiterbauelementen
US10717653B2 (en) * 2017-11-08 2020-07-21 Vaon, Llc Graphene production by the thermal release of intrinsic carbon
RU2674557C1 (ru) * 2017-11-10 2018-12-11 Общество с ограниченной ответственностью "ЭпиГраф" Графеновый сенсор для регистрации газообразных веществ
KR102220445B1 (ko) * 2019-07-01 2021-02-25 삼성전자주식회사 반도체 소자 및 그 제조 방법

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100130863A (ko) * 2009-06-04 2010-12-14 한국과학기술원 전자소자를 위한 그래핀 층 형성방법
KR20110014847A (ko) * 2009-08-06 2011-02-14 서울대학교산학협력단 그라핀 제조방법 및 그라핀층을 포함하는 적층구조물
KR20110064162A (ko) * 2009-12-07 2011-06-15 서울대학교산학협력단 탄소가 용해된 실리콘 박막을 이용한 그래핀 제조방법
KR20110081638A (ko) * 2010-01-08 2011-07-14 삼성전자주식회사 레이저 어닐링을 이용한 그라핀 제조방법 및 전계효과 트랜지스터 제조방법
JP2011230959A (ja) * 2010-04-27 2011-11-17 Kazuto Yamauchi ＳｉＣ基板へのグラフェン成膜方法及びグラフェン付きＳｉＣ基板
JP2012025004A (ja) * 2010-07-22 2012-02-09 Seiko Epson Corp グラフェンシート付き基材及びグラフェンシートの製造方法
KR20120125149A (ko) * 2011-05-06 2012-11-14 삼성전자주식회사 기판상의 그래핀 및 상기 기판상 그래핀의 제조방법

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR960011865B1 (ko) * 1993-06-10 1996-09-03 삼성전자 주식회사 반도체 장치의 금속층 형성방법
JP4769541B2 (ja) * 2005-10-27 2011-09-07 トヨタ自動車株式会社 半導体材料の製造方法
WO2009132165A2 (en) * 2008-04-24 2009-10-29 President And Fellows Of Harvard College Microfabrication of carbon-based devices such as gate-controlled graphene devices
US7927942B2 (en) * 2008-12-19 2011-04-19 Asm International N.V. Selective silicide process
US8470646B2 (en) * 2008-12-31 2013-06-25 Sandisk 3D Llc Modulation of resistivity in carbon-based read-writeable materials
US8309438B2 (en) * 2009-03-03 2012-11-13 Board Of Regents, The University Of Texas System Synthesizing graphene from metal-carbon solutions using ion implantation
KR101636442B1 (ko) 2009-11-10 2016-07-21 삼성전자주식회사 촉매합금을 이용한 그라핀의 제조방법
US8101474B2 (en) * 2010-01-06 2012-01-24 International Business Machines Corporation Structure and method of forming buried-channel graphene field effect device
JP5660425B2 (ja) 2010-03-04 2015-01-28 独立行政法人物質・材料研究機構 グラフェン膜のエピタキシャル成長方法
JP5571502B2 (ja) 2010-08-17 2014-08-13 日本電信電話株式会社 グラフェン膜の製造方法およびグラフェン膜の層数を均一化する方法
JP6099298B2 (ja) * 2011-05-30 2017-03-22 富士電機株式会社 ＳｉＣ半導体デバイス及びその製造方法
KR101148844B1 (ko) 2011-12-02 2012-05-29 에스 알 씨 주식회사 금속 촉매를 이용한 그래핀의 제조 방법
CN103779396B (zh) * 2012-10-22 2016-10-19 清华大学 石墨烯基复合结构及其制备方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100130863A (ko) * 2009-06-04 2010-12-14 한국과학기술원 전자소자를 위한 그래핀 층 형성방법
KR20110014847A (ko) * 2009-08-06 2011-02-14 서울대학교산학협력단 그라핀 제조방법 및 그라핀층을 포함하는 적층구조물
KR20110064162A (ko) * 2009-12-07 2011-06-15 서울대학교산학협력단 탄소가 용해된 실리콘 박막을 이용한 그래핀 제조방법
KR20110081638A (ko) * 2010-01-08 2011-07-14 삼성전자주식회사 레이저 어닐링을 이용한 그라핀 제조방법 및 전계효과 트랜지스터 제조방법
JP2011230959A (ja) * 2010-04-27 2011-11-17 Kazuto Yamauchi ＳｉＣ基板へのグラフェン成膜方法及びグラフェン付きＳｉＣ基板
JP2012025004A (ja) * 2010-07-22 2012-02-09 Seiko Epson Corp グラフェンシート付き基材及びグラフェンシートの製造方法
KR20120125149A (ko) * 2011-05-06 2012-11-14 삼성전자주식회사 기판상의 그래핀 및 상기 기판상 그래핀의 제조방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210156634A (ko) * 2020-06-18 2021-12-27 현대제철 주식회사 자기조립형 탄소피복강재 및 그 제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR101984697B1 (ko) 2019-05-31
US20140175458A1 (en) 2014-06-26
US9324839B2 (en) 2016-04-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101984697B1 (ko) 그래핀 구조체, 이를 포함한 그래핀 소자 및 그 제조 방법
JP6032831B2 (ja) ＳｉＣ半導体装置及びその製造方法
CN106537568B (zh) 半导体装置的制造方法及半导体装置
JP6222771B2 (ja) 炭化珪素半導体装置の製造方法
JP2010521799A5 (ko)
KR20090124330A (ko) 에피택셜 그래핀을 포함하는 적층구조물, 상기적층구조물의 형성방법 및 상기 적층구조물을 포함하는전자 소자
JP5990145B2 (ja) グラフェン製造方法
CN109920857A (zh) 一种肖特基二极管及其制备方法
JP5995347B2 (ja) ＳｉＣ半導体装置及びその製造方法
US9490327B2 (en) Semiconductor device and method of manufacturing the same
JP5629570B2 (ja) グラフェン膜と金属電極とが電気的接合した回路装置
WO2019119958A1 (zh) SiC功率二极管器件的制备方法及其结构
KR20100055098A (ko) 대면적 그래핀 층을 포함하는 전자 장치 및 이의 제조방법
WO2019119959A1 (zh) SiC肖特基二极管的制备方法及其结构
CN109904239A (zh) 一种pin二极管及其制备方法
JP2004533727A (ja) 炭化珪素金属酸化膜半導体電界効果型トランジスタの反転層の移動度を高める方法
JP2013187291A (ja) トンネル電界効果トランジスタの製造方法及びトンネル電界効果トランジスタ
JP2010192491A (ja) ＳｉＣ半導体装置及びその製造方法
Kim et al. Facile conversion of a cellulose acetate laminate film to graphene by a lamination process and post-annealing
JP2001119025A (ja) 半導体素子およびその形成方法
KR20170056388A (ko) 육방정계 질화붕소 및 그래핀의 이종접합구조 제조방법 및 이를 이용한 박막 트랜지스터
CN109378312B (zh) 一种体掺杂金刚石基常关型场效应晶体管及其制备方法
JP6044907B2 (ja) 半導体コンタクト構造及びその形成方法
JP6896672B2 (ja) 半導体装置及びその製造方法
JP4475009B2 (ja) 有機電界発光素子及びその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant