KR20160059466A - Manufacturing method of low-temperature substrate graphene growth without using metal catalyst and low-temperature substrate graphene growth without using metal catalyst and manufacturing device - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀 및 이를 포함하는 전자부품에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing a non-catalytic low temperature substrate growth graphene, a non-catalytic low temperature substrate growth graphene, and an electronic part comprising the same.
또한, 본 발명은, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀 제조 장치에 관한 것이다.The present invention also relates to an apparatus for producing a non-catalytic low-temperature substrate growth graphene.
그래핀은 탄소 원자 한층으로 이뤄진 육각형 구조의 물질로 실리콘보다 100배 이상 빠르게 전자를 전달하는 특성을 지니고 있다. Graphene is a hexagonal material consisting of a single layer of carbon atoms, which transports
또한, 그래핀을 성장시키는 방법은 촉매층을 이용한 성장 방법을 주로 사용하고 있다.In addition, a growth method using a catalyst layer is mainly used as a method of growing graphene.
종래의 기술에 의해 제조되는 그래핀은, 촉매 금속으로부터 결정이 랜덤으로 성장하기 때문에, 랜덤으로 결정립계가 생긴 불균질한 다결정막이 되어 버린다. 따라서, 그래핀의 성장을 제어함으로써 결정립계가 생긴 개소를 원하는 개소로 한정하고, 가능한 한 큰 단결정의 그래핀을 제조하는 기술이 요구되고 있다.Graphene produced by the conventional technique becomes a heterogeneous polycrystalline film randomly growing crystal grains since crystals randomly grow from the catalyst metal. Therefore, there is a demand for a technique of producing a single crystal graphene as large as possible by limiting the growth of grain boundaries to desired positions by controlling the growth of graphene.
또한, 촉매 금속을 사용하는 그래핀 성장 방법은 일단 그래핀이 형성되어 버리면, 촉매의 금속은 그래핀과 기판사이에 끼워지게 되기 때문에, 금속의 제거에는, 많은 노력이 필요하며, 완전한 제거도 쉽지가 않다.Further, since the graphene growth method using the catalytic metal once forms graphene, the metal of the catalyst is sandwiched between the graphene and the substrate. Therefore, the metal removal requires a lot of effort and is easy to remove completely It is not.
또한, 그래핀을 성장시키는 방법이 아닌 그래핀을 전사하는 방법은 그래핀을 전사할 때 결함이 생기기도 쉽다.In addition, a method of transferring graphene rather than a method of growing graphene is likely to cause defects when transferring graphene.
따라서, 기판상에 촉매 금속을 이용하지 않고, 직접 기판의 표면에 접하는 그래핀을 제조하는 기술이 필요하다.Therefore, there is a need for a technique for producing graphene directly on the surface of a substrate without using a catalyst metal on the substrate.
더하여, CMOS 프로세스와 그래핀의 형성온도에서 문제되는 열버짓문제를 발생하지 않아야 하기에 CMOS 프로세스가 형성될 수 있는 온도인 저온에서 그래핀을 성장(구비)할 기술이 필요했다.In addition, there was a need for a technique to grow graphene at low temperature, which is the temperature at which a CMOS process can be formed, since it should not cause thermal budget problems that are problematic at the formation temperature of the CMOS process and graphene.
본 발명은, 상기와 같은 과제를 해결하는 것으로, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀 및 이를 포함하는 전자부품을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a method for producing a non-catalytic low-temperature substrate grafting grains, a non-catalytic low-temperature substrate graining grains and an electronic component containing the same.
또한, 본 발명은, 상기와 같은 과제를 해결하는 것으로, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀 제조 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
It is another object of the present invention to provide an apparatus for manufacturing a non-catalytic low-temperature substrate growth graphene which solves the above-mentioned problems.
따라서, 상기 일면에서 기술한 것을 해결하기 위하여 본 발명은, 기판상에 촉매 금속 없이, 직접 기판의 표면에 접하는 그래핀을 제조하는 기술이 필요했다. 더하여, CMOS 프로세스에 열버짓문제를 발생하지 않아야 하기에 CMOS 프로세스가 형성될 수 있는 온도인 저온에서 그래핀을 성장(구비)할 기술이 필요했다. 그러한 이유로, 본 발명은, Therefore, in order to solve the above-described problem, the present invention requires a technique for manufacturing graphene that directly contacts the surface of a substrate without a catalyst metal on the substrate. In addition, there is a need for a technique to grow graphene at low temperature, which is the temperature at which a CMOS process can be formed, since no thermal budget problem should occur in the CMOS process. For that reason,
a. 기판 구비 그 이후, a. With the substrate thereafter,
b. 500℃ 이하의 온도에서 탄소-포함 가스를 공급하고 유도결합플라즈마 화학기상증착(Inductively Coupled Plasma-Chemical Vapor Deposition; ICP-CVD)을 수행하되, b. A carbon-containing gas is supplied at a temperature of 500 ° C or lower and an inductively coupled plasma-chemical vapor deposition (ICP-CVD) is performed,
c. 탄화수소 라디칼(hydrocarbon radicals)의 흡착(adsorb), 확산(diffuse) 및 기판의 표면 상에 핵으로 발생하게 되는 반 데르 발스 유형의 헤테로 에피 택셜 성장(heteroepitaxial growth) 타입으로, 촉매층을 구비하지 않은 상태로 기판상에 그래핀을 성장시키는 것; 을 특징으로 하는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법을 제시한다.
c. In the heteroepitaxial growth type of van der Waals type which is generated nuclei on the surface of the substrate by adsorbing and diffusing the hydrocarbon radicals, Growing graphene on a substrate; The present invention also provides a method for producing a non-catalyst low temperature substrate growth graphene.
또한, 본 발명은, Further, according to the present invention,
a. 기판 구비 그 이후, a. With the substrate thereafter,
b. 500℃ 이하의 온도에서 탄소-포함 가스를 공급하고 유도결합플라즈마 화학기상증착(Inductively Coupled Plasma-Chemical Vapor Deposition; ICP-CVD)을 수행하되, b. A carbon-containing gas is supplied at a temperature of 500 ° C or lower and an inductively coupled plasma-chemical vapor deposition (ICP-CVD) is performed,
c. 탄화수소 라디칼(hydrocarbon radicals)의 흡착(adsorb), 확산(diffuse) 및 기판의 표면 상에 핵으로 발생하게 되는 반 데르 발스 유형의 성장 타입으로, 촉매층을 구비하지 않은 상태로 기판상에 그래핀을 성장시키는 것; 을 특징으로 하는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법을 제시한다.
c. Graphene is grown on a substrate in the form of van der Waals-type growth that occurs by adsorbing, diffusing and hydrocarbon nuclei on the surface of the substrate. To do; The present invention also provides a method for producing a non-catalyst low temperature substrate growth graphene.
또한, 본 발명은 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법을 제시한다.
The present invention also provides a method for the production of graphene free of low-temperature substrate growth.
또한, 본 발명은 In addition,
무촉매 저온 기판 성장 그래핀으로써,With no-catalyst low-temperature substrate growth graphene,
상기 무촉매 저온 기판 성장 그래핀은, 상기 기판의 표면에 직접 접하고,Wherein the noncatalyst low temperature substrate growth grains are in direct contact with the surface of the substrate,
상기 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 상기 표면에 평행한 제1의 방향에 있어서의 결정립경은, 해당 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 해당 표면에 평행한 다른 어느 하나의 방향에 있어서의 결정립경보다 크고,The crystal grain size in the first direction parallel to the surface of the non-catalytic low temperature substrate growth grains is larger than the crystal grain size in any other direction parallel to the surface of the corresponding non-catalytic low temperature substrate growth grains ,
상기 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 상기 제1의 방향에 있어서의 결정립경은, 해당 그래핀의 해당 표면에 수직인 방향에 있어서의 결정립경보다 큰 것; 을 특징으로 하는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀을 제시한다.
The crystal grain size in the first direction of the non-catalytic low temperature substrate growth grains is larger than the crystal grain size in a direction perpendicular to the surface of the graphene; Lt; RTI ID = 0.0 > low-temperature < / RTI > substrate growth graphene.
또한, 본 발명은 In addition,
무촉매 저온 기판 성장 그래핀으로써,With no-catalyst low-temperature substrate growth graphene,
해당 무촉매 저온 기판 성장 그래핀은, 상기 기판의 표면에 직접 접하고,The non-catalytic low temperature substrate growth graphene directly contacts the surface of the substrate,
해당 무촉매 저온 기판 성장 그래핀은, 상기 표면에 평행한 제1의 방향에 따른 결정립계를 가지며,The non-catalytic low temperature substrate growth grains have a grain boundary along a first direction parallel to the surface,
해당 무촉매 저온 기판 성장 그래핀은, 상기 표면에 평행한 제2의 방향에 따른 결정립계를 가지며,Wherein the corresponding non-catalytic low temperature substrate growth grains have a grain boundary along a second direction parallel to the surface,
해당 무촉매 저온 기판 성장 그래핀은, 상기 결정립계에 둘러싸인 영역의 내부에 있어서 단결정인 것; 을 특징으로 하는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀을 제시한다.
The corresponding non-catalytic low-temperature substrate growth graphene is a single crystal in a region surrounded by the grain boundaries; Lt; RTI ID = 0.0 > low-temperature < / RTI > substrate growth graphene.
또한, 본 발명은 In addition,
무촉매 저온 기판 성장 그래핀으로써,With no-catalyst low-temperature substrate growth graphene,
해당 무촉매 저온 기판 성장 그래핀은, 상기 기판의 표면에 직접 접하고,The non-catalytic low temperature substrate growth graphene directly contacts the surface of the substrate,
해당 무촉매 저온 기판 성장 그래핀은, 상기 표면에 평행한 제1의 방향에 따른 결정립계를 복수 가지며,The non-catalytic low-temperature substrate growth graphene has a plurality of crystal grain boundaries along a first direction parallel to the surface,
해당 무촉매 저온 기판 성장 그래핀은, 상기 표면에 평행한 제2의 방향에 따른 결정립계를 복수 가지며,Wherein the corresponding non-catalytic low temperature substrate growth grains have a plurality of grain boundaries along a second direction parallel to the surface,
해당 무촉매 저온 기판 성장 그래핀은, 상기 결정립계에 둘러싸인 영역의 내부 각각에 있어서 단결정인 것; 을 특징으로 하는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀을 제시한다.
The corresponding non-catalytic low-temperature substrate growth grains are single crystals in each of the regions surrounded by the grain boundaries; Lt; RTI ID = 0.0 > low-temperature < / RTI > substrate growth graphene.
또한, 본 발명은In addition,
탄소-포함 가스를 공급하는 가스 공급부;A gas supply unit for supplying a carbon-containing gas;
상기 가스 공급부로부터 상기 탄소-포함 가스를 공급 받아 분출하는 가스 분출부;A gas spouting unit that receives the carbon-containing gas from the gas supply unit and ejects the carbon-containing gas;
상기 가스 분출부로부터 분출된 탄소-포함 가스와 접하도록 배치된 기판층을 구비하는 기판; 및A substrate having a substrate layer disposed in contact with the carbon-containing gas ejected from the gas ejection portion; And
상기 분출된 탄소-포함 가스와 접하는 기판층을 구비하는 기판의 영역을 가열하도록 배치된 가열 장치; 및A heating device arranged to heat a region of the substrate having a substrate layer in contact with the ejected carbon-containing gas; And
고주파 전력을 인가함으로써 형성되는 유도자장에 의해 플라즈마를 형성하는 유도결합플라즈마(Inductively Coupled Plasma) 형성 장치; 를 An inductively coupled plasma (hereinafter referred to as " inductively coupled plasma ") forming apparatus that forms a plasma by an induction magnetic field formed by applying a high frequency power; To
포함하는 것을 특징으로 하는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀 제조 장치를 제시한다.
A low-temperature low-temperature substrate growth graphene production apparatus.
본 발명은, 저온에서 그래핀을 기판에 성장 시키는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법을 제공한다.The present invention provides a method for producing graphene free of low temperature on a substrate by growing graphene on a substrate at a low temperature.
또한, 본 발명은, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀을 제공한다.The present invention also provides a non-catalytic low temperature substrate growth graphene.
또한, 본 발명은, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀 및 이를 포함하는 전자부품을 제공한다.The present invention also provides a method for producing a non-catalytic low-temperature substrate growth graphene, a non-catalytic low-temperature substrate growth graphene, and an electronic part comprising the same.
또한, 본 발명은, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀 제조 장치를 제공한다.The present invention also provides an apparatus for producing a non-catalytic low temperature substrate growth graphene.
도 1
도 1 은
(1). 기판 구비 그 이후,
(2). 500℃ 이하의 온도에서 탄소-포함 가스를 공급하고 유도결합플라즈마 화학기상증착(Inductively Coupled Plasma-Chemical Vapor Deposition; ICP-CVD)을 수행하되,
(3~4). 탄화수소 라디칼(hydrocarbon radicals)의 흡착(adsorb), 확산(diffuse) 및 기판의 표면 상에 핵으로 발생하게 되는 반 데르 발스 유형의 헤테로 에피 택셜 성장(heteroepitaxial growth) 타입으로, 촉매층을 구비하지 않은 상태로 기판상에 그래핀을 성장시키는 단계,
, 로 구성되는 상기 (1) 내지 (3~4) 로 이어지는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법의 제 1 실시예의 도면이다.
또는, 도 1 은
(1). 기판 구비 그 이후,
(2). 500℃ 이하의 온도에서 탄소-포함 가스를 공급하고 유도결합플라즈마 화학기상증착(Inductively Coupled Plasma-Chemical Vapor Deposition; ICP-CVD)을 수행하되,
(3~4). 탄화수소 라디칼(hydrocarbon radicals)의 흡착(adsorb), 확산(diffuse) 및 기판의 표면 상에 핵으로 발생하게 되는 반 데르 발스 유형의 성장 타입으로, 촉매층을 구비하지 않은 상태로 기판상에 그래핀을 성장시키는 단계,
, 로 구성되는 상기 (1) 내지 (3~4) 로 이어지는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법의 제 1 실시예의 도면이다.
도 2a
도 2a 의 설명은 아래에 기술되는 (1) 또는 (2) 로 설명된다.
(1). 기판층에 있어서 탄소-포함 가스의 농도 분포가 불균일하면, 그래핀의 성장은, 탄소-포함 가스의 농도가 높은 곳으로부터 시작되어, 탄소-포함 가스의 농도가 낮은 곳을 향해 성장하게 된다.
따라서, 탄소-포함 가스의 농도 분포를 적절히 설정함에 따라, 그래핀의 결정이 성장을 개시하는 위치 및 성장할 방향을 제어할 수 있다.
(2). 탄소-포함 가스 공급은 기판층에 있어서 탄소-포함 가스의 농도 분포 가운데, 기판의 표면에 평행한 방향의 농도 분포를 불균일하게 함에 따라서, 상기 기판의 표면에 평행한 방향으로 그래핀을 성장시키는 것; 을 특징으로 하는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법
도 2b
도 2b 의 설명은 아래에 기술되는 (1) 또는 (2) 로 설명된다.
(1). 기판층에 있어서 탄소-포함 가스의 농도 분포가 불균일하면, 그래핀의 성장은, 탄소-포함 가스의 농도가 높은 곳으로부터 시작되어, 탄소-포함 가스의 농도가 낮은 곳을 향해 성장하게 된다.
따라서, 탄소-포함 가스의 농도 분포를 적절히 설정함에 따라, 그래핀의 결정이 성장을 개시하는 위치 및 성장할 방향을 제어할 수 있다.
(2). 탄소-포함 가스 공급은 기판층에 있어서 탄소-포함 가스의 농도 분포 가운데, 기판의 표면에 평행한 방향의 농도 분포를 불균일하게 함에 따라서, 상기 기판의 표면에 평행한 방향으로 그래핀을 성장시키는 것; 을 특징으로 하는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법
도 3
본 발명의 한 실시예에서, 제시하는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법으로 구비된 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제 1 의 예시를 나타내는 단면도이다.
도 4
본 발명의 한 실시예에서, 제시하는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법으로 구비된 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제 2 의 예시를 나타내는 평면도이다.
도 5
본 발명의 한 실시예에서, 제시하는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법으로 구비되는 하나 이상의 선상 그래핀 및 그 성장 방향을 설명하는 평면도이다.
도 6
본 발명의 한 실시예에서, 제시하는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법으로 구비되는 하나 이상의 면상 그래핀 및 그 성장 방향을 설명하는 평면도이다.
도 7
도 7 은 본 발명의 한 실시예에서, 제시하는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀 제조 장치를 개략적으로 도시한 제 1 의 예시를 나타내는 사시도이다.
도 8a
도 8a 는 본 발명의 한 실시예에서, 제시하는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀 제조 장치를 개략적으로 도시한 제 2 의 예시를 나타내는 제 1 사시도이다.
도 8b
도 8b 는 본 발명의 한 실시예에서, 제시하는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀 제조 장치를 개략적으로 도시한 제 2 의 예시를 나타내는 제 2 사시도이다.
도 8c
도 8c 는 본 발명의 한 실시예에서, 제시하는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀 제조 장치를 개략적으로 도시한 제 2 의 예시를 나타내는 제 2 사시도의 세부도이다.
도 8d
도 8d 는 본 발명의 한 실시예에서, 제시하는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀 제조 장치를 개략적으로 도시한 제 3 의 예시를 나타내는 제 1 사시도이다.
도 8e
도 8e 는 본 발명의 한 실시예에서, 제시하는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀 제조 장치를 개략적으로 도시한 제 4 의 예시를 나타내는 제 1 사시도이다.
도 9a
도 9a 는 본 발명의 한 실시예에서, 제시하는 피에조 분사 시스템을 개략적으로 도시한 제 1 의 예시를 나타내는 단면도이다.
도 9b
도 9b 는 본 발명의 한 실시예에서, 제시하는 피에조 분사 시스템을 개략적으로 도시한 제 2 의 예시를 나타내는 단면도이다.
도 10a
도 10a 는 본 발명의 한 실시예에서, 제시하는 피에조 분사 시스템을 개략적으로 도시한 제 3 의 예시를 나타내는 단면도이다.
도 10b
도 10b 는 본 발명의 한 실시예에서, 제시하는 피에조 분사 시스템을 개략적으로 도시한 제 4 의 예시를 나타내는 단면도이다.
도 11a
도 11a 는 본 발명의 한 실시예에서, 제시하는 솔레노이드 분사 시스템을 개략적으로 도시한 제 1 의 예시를 나타내는 단면도이다.
도 11b
도 11b 는 본 발명의 한 실시예에서, 제시하는 솔레노이드 분사 시스템을 개략적으로 도시한 제 2 의 예시를 나타내는 단면도이다.
1
1,
(One). With the substrate thereafter,
(2). A carbon-containing gas is supplied at a temperature of 500 ° C or lower and an inductively coupled plasma-chemical vapor deposition (ICP-CVD) is performed,
(3-4). In the heteroepitaxial growth type of van der Waals type which is generated nuclei on the surface of the substrate by adsorbing and diffusing the hydrocarbon radicals, Growing graphene on the substrate,
(1) to (3) to (4), wherein the non-catalytic low-temperature substrate growth grains are formed by the following steps (1) to (3)
1,
(One). With the substrate thereafter,
(2). A carbon-containing gas is supplied at a temperature of 500 ° C or lower and an inductively coupled plasma-chemical vapor deposition (ICP-CVD) is performed,
(3-4). Graphene is grown on a substrate in the form of van der Waals-type growth that occurs by adsorbing, diffusing and hydrocarbon nuclei on the surface of the substrate. ,
(1) to (3) to (4), wherein the non-catalytic low-temperature substrate growth grains are formed by the following steps (1) to (3)
2A,
The description of FIG. 2A is explained with (1) or (2) described below.
(One). If the concentration distribution of the carbon-containing gas in the substrate layer is nonuniform, the growth of graphene starts from the point where the concentration of the carbon-containing gas is high and grows toward the point where the concentration of the carbon-containing gas is low.
Therefore, by appropriately setting the concentration distribution of the carbon-containing gas, the position where the crystal of graphene starts to grow and the direction of growth can be controlled.
(2). The carbon-containing gas supply is performed by growing the graphene in a direction parallel to the surface of the substrate as the concentration distribution in the direction parallel to the surface of the substrate becomes uneven in the concentration distribution of the carbon-containing gas in the substrate layer ; A method for producing a non-catalytic low-temperature substrate growth graphene
2B
The description of FIG. 2B is explained with (1) or (2) described below.
(One). If the concentration distribution of the carbon-containing gas in the substrate layer is nonuniform, the growth of graphene starts from the point where the concentration of the carbon-containing gas is high and grows toward the point where the concentration of the carbon-containing gas is low.
Therefore, by appropriately setting the concentration distribution of the carbon-containing gas, the position where the crystal of graphene starts to grow and the direction of growth can be controlled.
(2). The carbon-containing gas supply is performed by growing the graphene in a direction parallel to the surface of the substrate as the concentration distribution in the direction parallel to the surface of the substrate becomes uneven in the concentration distribution of the carbon-containing gas in the substrate layer ; A method for producing a non-catalytic low-temperature substrate growth graphene
3
In one embodiment of the present invention, is a cross-sectional view showing a first example of a non-catalytic low temperature substrate growth graphene provided with the present invention for producing a non-catalytic low temperature substrate growth graphene.
4
In one embodiment of the present invention, is a plan view showing a second example of a non-catalytic low temperature substrate growth graphene provided in the present invention for producing a non-catalytic low temperature substrate growth graphene.
5
In one embodiment of the present invention, it is a plan view illustrating at least one linear graphene provided in the method for producing a non-catalytic low-temperature substrate growth graphene and a growing direction thereof.
6
In one embodiment of the present invention, there is provided a plan view for explaining at least one planar graphene provided in a process for producing a non-catalytic low-temperature substrate growth graphene and a growth direction thereof.
7
FIG. 7 is a perspective view showing a first example of a schematic representation of an apparatus for producing a non-catalytic low-temperature substrate growth graphene according to an embodiment of the present invention. FIG.
8A
Fig. 8A is a first perspective view showing a second example of a schematic representation of the proposed non-catalytic low-temperature substrate growth graphene production apparatus in one embodiment of the present invention. Fig.
8B
FIG. 8B is a second perspective view showing a second example of the present invention schematically showing a non-catalytic low temperature substrate growth graphene production apparatus proposed in one embodiment of the present invention. FIG.
8C
FIG. 8C is a detailed view of a second perspective view showing a second example of the present invention, schematically showing a non-catalytic low temperature substrate growth graphene production apparatus proposed in the present invention. FIG.
8D
Fig. 8D is a first perspective view showing a third example of a schematic representation of the proposed non-catalytic low temperature substrate growth graphene production apparatus in one embodiment of the present invention. Fig.
8E
Fig. 8E is a first perspective view showing a fourth example of the present invention schematically showing a non-catalytic low-temperature substrate growth graphene production apparatus proposed in one embodiment of the present invention. Fig.
9A
9A is a cross-sectional view showing a first example of a schematic representation of a proposed piezo injection system in one embodiment of the present invention.
9B
9B is a cross-sectional view showing a second example of a schematic representation of a proposed piezo injection system in one embodiment of the present invention.
10A
10A is a cross-sectional view illustrating a third example of a schematic representation of a proposed piezo injection system in one embodiment of the present invention.
10B
10B is a cross-sectional view showing a fourth example of a schematic representation of a proposed piezo injection system in one embodiment of the present invention.
11A
11A is a cross-sectional view showing a first example of a schematic representation of a proposed solenoid injection system in one embodiment of the present invention.
11B
11B is a cross-sectional view showing a second example of a schematic representation of a proposed solenoid injection system in one embodiment of the present invention.
하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.In the following description of the present invention, detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.
그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 일반적으로 통용되는 용어들로서 이는 생산자의 의도 또는 관계에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서의 전반적으로 기술된 설명을 토대로 내려져야 할 것이다.
It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are intended to be exemplary only, and are not intended to limit the scope of the invention.
무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법 및 무촉매 저온 기판 성장 그래핀Non-Catalytic Low-Temperature Substrate Growth Grafting Method and Non-Catalytic Low-Temperature Substrate Growth Graphene
종래의 기술에 의해 제조되는 그래핀은, 촉매 금속으로부터 결정이 랜덤으로 성장하기 때문에, 랜덤으로 결정립계가 생긴 불균질한 다결정막이 되어 버린다. 따라서, 그래핀의 성장을 제어함으로써 결정립계가 생긴 개소를 원하는 개소로 한정하고, 가능한 한 큰 단결정의 그래핀을 제조하는 기술이 요구되고 있다.Graphene produced by the conventional technique becomes a heterogeneous polycrystalline film randomly growing crystal grains since crystals randomly grow from the catalyst metal. Therefore, there is a demand for a technique of producing a single crystal graphene as large as possible by limiting the growth of grain boundaries to desired positions by controlling the growth of graphene.
또한, 촉매 금속을 사용하는 그래핀 성장 방법은 일단 그래핀이 형성되어 버리면, 촉매의 금속은 그래핀과 기판사이에 끼워지게 되기 때문에, 금속의 제거에는, 많은 노력이 필요하며, 완전한 제거도 쉽지가 않다.Further, since the graphene growth method using the catalytic metal once forms graphene, the metal of the catalyst is sandwiched between the graphene and the substrate. Therefore, the metal removal requires a lot of effort and is easy to remove completely It is not.
또한, 그래핀을 성장시키는 방법이 아닌 그래핀을 전사하는 방법은 그래핀을 전사할 때 결함이 생기기도 쉽다.In addition, a method of transferring graphene rather than a method of growing graphene is likely to cause defects when transferring graphene.
따라서, 기판상에 촉매 금속 없이, 직접 기판의 표면에 접하는 그래핀을 제조하는 기술이 필요하다.Therefore, there is a need for a technique for producing graphene directly on the surface of a substrate, without catalyst metal, on the substrate.
더하여, CMOS 프로세스와 그래핀의 형성온도에서 문제되는 열버짓문제를 발생하지 않아야 하기에 CMOS 프로세스가 형성될 수 있는 온도인 저온에서 그래핀을 성장(구비)할 기술이 필요했다.In addition, there was a need for a technique to grow graphene at low temperature, which is the temperature at which a CMOS process can be formed, since it should not cause thermal budget problems that are problematic at the formation temperature of the CMOS process and graphene.
따라서, 본 발명의 한 실시예에서, 제시하는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법은, Thus, in one embodiment of the present invention, the proposed method of making a non-
(1). 기판 구비 그 이후, (One). With the substrate thereafter,
(2). 500℃ 이하의 온도에서 탄소-포함 가스를 공급하고 유도결합플라즈마 화학기상증착(Inductively Coupled Plasma-Chemical Vapor Deposition; ICP-CVD)을 수행하되, (2). A carbon-containing gas is supplied at a temperature of 500 ° C or lower and an inductively coupled plasma-chemical vapor deposition (ICP-CVD) is performed,
(3). 탄화수소 라디칼(hydrocarbon radicals)의 흡착(adsorb), 확산(diffuse) 및 기판의 표면 상에 핵으로 발생하게 되는 반 데르 발스 유형의 헤테로 에피 택셜 성장(heteroepitaxial growth) 타입으로, 촉매층을 구비하지 않은 상태로 기판상에 그래핀을 성장시키는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법을 구비한다. (3). In the heteroepitaxial growth type of van der Waals type which is generated nuclei on the surface of the substrate by adsorbing and diffusing the hydrocarbon radicals, There is provided a method of manufacturing a graphene-free low-temperature substrate for growing graphene on a substrate.
다시 설명하자면, 500℃ 이하의 저온에서 탄소-포함 가스를 공급하고 유도결합플라즈마 화학기상증착(ICP-CVD)을 수행하여, 촉매층을 구비하지 않은 상태로 기판상에 그래핀을 성장시키는 것; 을 특징으로 하는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법을 구비한다. 여기서, 500℃ 이하의 저온은 유도결합플라즈마 화학기상증착(ICP-CVD)을 수행하는 온도를 의미한다.Describing again, by supplying carbon-containing gas at a low temperature of 500 占 폚 or less and performing inductively coupled plasma chemical vapor deposition (ICP-CVD) to grow graphene on the substrate without a catalyst layer; The method comprising the steps of: Here, the low temperature of 500 DEG C or lower means the temperature at which ICP-CVD is performed.
본 발명에서 제시되는 "유도결합플라즈마 화학기상증착(Inductively Coupled Plasma-Chemical Vapor Deposition; ICP-CVD)"은 "ICP-CVD"로 표기될 수 있다. 본 발명에서 제시되는 ICP-CVD 공정은 탄화수소 라디칼(hydrocarbon radicals)의 흡착(adsorb), 확산(diffuse) 및 기판의 표면 상에 핵으로 발생하게 되는 반 데르 발스 유형의 헤테로 에피 택셜 성장(heteroepitaxial growth) 타입으로, 촉매층을 구비하지 않은 상태로 기판상에 그래핀을 성장시키는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법으로서의 ICP-CVD 공정을 의미한다."Inductively Coupled Plasma-Chemical Vapor Deposition (ICP-CVD)" as presented in the present invention can be expressed by "ICP-CVD ". The ICP-CVD process proposed in the present invention is based on the adsorption, diffusing of hydrocarbon radicals and the heteroepitaxial growth of van der Waals type nucleation on the surface of the substrate. Means an ICP-CVD process as a process for producing graphene on a substrate in the absence of a catalyst layer.
또는, 본 발명에서 제시되는 ICP-CVD 공정은 탄화수소 라디칼(hydrocarbon radicals)의 흡착(adsorb), 확산(diffuse) 및 기판의 표면 상에 핵으로 발생하게 되는 반 데르 발스 유형의 성장 타입으로, 촉매층을 구비하지 않은 상태로 기판상에 그래핀을 성장시키는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법으로서의 ICP-CVD 공정을 의미한다.
Alternatively, the ICP-CVD process proposed in the present invention is a growth type of Van der Waals type which is generated nuclei on the surface of the substrate, adsorbing, diffusing and the like of hydrocarbon radicals, Means an ICP-CVD process as a process for producing graphene free of low-temperature substrates for growing graphene on a substrate in the absence of a catalyst.
본 발명의 한 실시예에서, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법은 ICP-CVD를 유지한 상태에서, 탄화수소 라디칼(hydrocarbon radicals)의 흡착(adsorb), 확산(diffuse) 및 기판의 표면 상에 핵으로 발생하게 되는 반 데르 발스 유형의 헤테로 에피 택셜 성장(heteroepitaxial growth) 타입으로, 촉매층을 구비하지 않은 상태로 기판상에 그래핀을 성장시키는 것을 특징으로 한다.In one embodiment of the present invention, the method of manufacturing the non-catalytic low-temperature substrate growth grains comprises the steps of adsorbing, diffusing and diffusing hydrocarbon radicals while maintaining ICP-CVD, Heteroepitaxial growth type van der Waals type grains are produced by growing graphene on a substrate without a catalyst layer.
본 발명의 한 실시예에서, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법은 ICP-CVD를 유지한 상태에서, 탄화수소 라디칼(hydrocarbon radicals)의 흡착(adsorb), 확산(diffuse) 및 기판의 표면 상에 핵으로 발생하게 되는 반 데르 발스 유형의 성장 타입으로, 촉매층을 구비하지 않은 상태로 기판상에 그래핀을 성장시키는 것을 특징으로 한다.In one embodiment of the present invention, the method of manufacturing the non-catalytic low-temperature substrate growth grains comprises the steps of adsorbing, diffusing and diffusing hydrocarbon radicals while maintaining ICP-CVD, A growth type of van der Waals type which is generated by nuclei and is characterized in that graphene is grown on a substrate without a catalyst layer.
본 발명의 한 실시예에서, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법에서 초기 탄화수소 분자(initial hydrocarbon molecules)는 수소 분자와 함께 기판의 표면에서 낮은 점착 계수(sticking coefficient) 조건을 구비할 수 있다.
In one embodiment of the present invention, the initial hydrocarbon molecules in the method of producing the non-catalytic low temperature substrate growth graphene may have a low sticking coefficient condition at the surface of the substrate together with hydrogen molecules.
본 발명의 한 실시예에서, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법은 또한, 아래와 같이 서술된다. In one embodiment of the present invention, the method of manufacturing the non-catalytic low temperature substrate growth grains is also described below.
(1). 기판 구비 그 이후, (One). With the substrate thereafter,
(2). 500℃ 이하의 온도에서 탄소-포함 가스의 농도를 불균형하게 유지한 상태에서, 유도결합플라즈마 화학기상증착(Inductively Coupled Plasma-Chemical Vapor Deposition; ICP-CVD)을 수행한다. (2). (Inductively Coupled Plasma-Chemical Vapor Deposition (ICP-CVD)) is performed in a state where the concentration of the carbon-containing gas is unbalanced at a temperature of 500 ° C or less.
그러면, 기판층의 표면에서, 탄소가 그래핀으로 성장한다. 이대로 탄소-포함 가스의 농도를 불균형하게 유지한 상태에서, ICP-CVD를 계속 수행하면, 성장한 그래핀이 한층 더 성장한다. Then, on the surface of the substrate layer, carbon grows into graphene. If ICP-CVD is continuously carried out while keeping the concentration of the carbon-containing gas unbalanced as it is, the grown graphene grows further.
탄소-포함 가스의 농도를 불균형하게 유지한 상태에서, ICP-CVD를 계속 수행을 하므로, 이 때문에, 탄소는, 이미 성장을 끝낸 그래핀과 결정 구조를 이루도록 성장한다. 따라서, 최종적으로는 그래핀이, 큰 결정을 형성하게 된다.
Since the ICP-CVD is continuously performed while the concentration of the carbon-containing gas is kept unbalanced, the carbon grows to have a crystal structure with the already-grown graphene. Thus, finally, graphene forms a large crystal.
그러므로, 종래의 금속 촉매를 이용한 제조방법과는 달리, 촉매층을 구비하지 않은 상태로 그래핀을 기판상에 직접 성장시킬 수 있다. 또한, 미리 그래핀의 패턴을 제작하고 나서 전사를 하는 종래의 방법에서는, 마이크로미터 스케일의 작은 패턴을 만들려고 하더라도, 전사 시에 손상이 생기게 된다. 하지만, 본 발명에서 제시하는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법에서는, 기판층의 형상을 선택적 식각을 수행하여 자유롭게 조절함으로써 미세한 라인 폭의 그래핀 패턴을 기판상에 형성할 수 있다. 또한, 그래핀을 기판의 넓은 영역에 전사 하고 나서 에칭에 의해 패터닝을 하는 종래의 방법에서는, 이미 구조가 형성된 기판에 적용 시 그래핀이 정확히 구비가 되지 않는 문제가 발생한다. 하지만, 본 발명에서 제시하는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법에서는, 기판층의 형상을 선택적 식각을 수행하여 자유롭게 조절함으로써, 이러한 문제가 발생하지 않는다. 여기서, 선택적 식각이란 식각프로세스를 수행하여 원하는 부위만 남기는 것을 의미한다.Therefore, unlike the conventional method using the metal catalyst, the graphene can be directly grown on the substrate without the catalyst layer. In addition, in the conventional method of transferring a pattern of a graphene in advance, even if a small pattern of micrometer scale is tried to be made, damage is caused at the time of transferring. However, in the method of manufacturing a non-catalyst low temperature substrate growth graphene proposed in the present invention, a graphene pattern having a fine line width can be formed on a substrate by freely adjusting the shape of the substrate layer by performing selective etching. In addition, in the conventional method of transferring graphene to a large area of the substrate and then performing patterning by etching, there arises a problem that graphene is not accurately provided when the graphene is applied to a substrate having a structure already formed. However, in the manufacturing method of the non-catalyst low temperature substrate growth graphene proposed in the present invention, this problem does not occur by freely adjusting the shape of the substrate layer by performing selective etching. Here, the selective etching means performing the etching process to leave only a desired portion.
본 발명의 한 실시예에서, 기판층을 구비하는 방법은 석택적 식각을 수행하는 방법 이외에도, 레지스트 마스크를 이용하여, 레지스트 마스크가 구비된 위치에 기판층 증착 이후, 레지스트 마스크를 용해함으로써, 레지스트 마스크 및 그 표면에 형성된 기판층을 제거하고, 이에 따라서, 원하는 패턴과 형상을 가진 기판층을 구비하는 방법을 구비할 수 있다.In one embodiment of the present invention, in addition to the method of performing the selective etching, in addition to the method of performing the etching, the resist mask is used to dissolve the resist mask after the substrate layer is deposited at the position provided with the resist mask, And a method of removing the substrate layer formed on the surface thereof and accordingly having a substrate layer having a desired pattern and shape.
본 발명의 한 실시예에서, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법은 탄소-포함 가스의 공급 환경을 적절히 설정하고, 그래핀의 성장을 수행하면, 기판에, 적은 수의 단결정의 그래핀을 구비할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the method for manufacturing a non-catalytic low-temperature substrate growth graphene comprises the steps of setting the supply environment of the carbon-containing gas appropriately and performing graphene growth so that a small number of single crystal graphenes .
본 발명의 한 실시예에서, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법은 탄소-포함 가스의 공급 환경 및 그래핀의 성장 환경을 적절히 설정하고, 그래핀의 성장을 수행하면, 기판에, 적은 수의 단결정의 그래핀을 구비할 수 있다.
In one embodiment of the present invention, the method for producing a non-catalytic low-temperature substrate growth graphene is carried out by appropriately setting the supply environment of the carbon-containing gas and the growth environment of the graphene, Of single crystal graphene.
본 발명의 한 실시예에서, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법에서, 기판층은 기판층의 증착과 선택적 식각을 수행한 기판층을 의미할 수 있다.
In one embodiment of the present invention, in the method of manufacturing the non-catalytic low temperature substrate growth graphene, the substrate layer may refer to a substrate layer on which the substrate layer is subjected to deposition and selective etching.
본 발명의 한 실시예에서, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법에서, 기판은 기판층이 구비되어 있는 상태로 ICP-CVD 챔버내로 위치되어, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법을 수행할 수 있다.In one embodiment of the present invention, in the method of manufacturing the non-catalytic low-temperature substrate growth graphene, the substrate is placed in the ICP-CVD chamber with the substrate layer being present, can do.
본 발명의 한 실시예에서, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법에서, 기판을 위치시키는 공정은 로드-잠금 챔버(load-locked chamber) 위치결정공정, 롤투롤 위치결정공정, 중 선택되는 위치결정공정방법을 구비할 수 있다.In one embodiment of the present invention, in the method of manufacturing the non-catalytic low-temperature substrate growth graphene, the step of positioning the substrate is performed at a position selected from among a load-locked chamber positioning process, A crystal processing method may be provided.
본 발명의 한 실시예에서, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법에서, 기판을 위치시키는 공정은 대기압웨이퍼이송시스템, 진공웨이퍼이송시스템, 중 선택되는 위치결정공정방법을 구비할 수 있다.
In one embodiment of the present invention, in the method of manufacturing a non-catalytic low temperature substrate growth graphene, the step of positioning the substrate may comprise a positioning process selected from among an atmospheric pressure wafer transfer system, a vacuum wafer transfer system, and the like.
본 발명의 한 실시예에서, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법은 로드-잠금 챔버를 이용함으로써 그래핀 형성 전과 후의 과정에서 기판의 환경을 적절히 조절할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the method of manufacturing the non-catalytic low temperature substrate growth graphene can appropriately adjust the environment of the substrate in the process before and after the graphene formation by using the load-lock chamber.
본 발명의 한 실시예에서, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법은 로드-잠금 챔버를 이용함으로써 그래핀 형성 환경을 적절히 조절할 수 있다.
In one embodiment of the present invention, the method of manufacturing the non-catalytic low temperature substrate growth graphene can appropriately adjust the graphene forming environment by using a load-lock chamber.
본 발명의 한 실시예에서, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법은 그래핀 성장 과정을 적절히 조절함으로써 그래핀의 생성 정도를 조절할 수 있다. 따라서 목적하는 그래핀 시트의 두께를 얻기 위해서는 탄소-포함 가스의 종류 및 공급 압력, 공급 범위, 공급량, 기판층의 종류, 챔버의 크기 외에, 진공도, ICP-CVD 공정의 온도 및 유지시간이 중요한 요소로서 작용할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the method of manufacturing the non-catalytic low-temperature substrate growth graphene can control the degree of graphene formation by appropriately controlling the graphene growth process. Therefore, in order to obtain the desired thickness of the graphene sheet, the vacuum degree, the temperature and the holding time of the ICP-CVD process are important factors in addition to the kind of the carbon-containing gas, the supply pressure, the supply range, the supply amount, the kind of the substrate layer, Lt; / RTI >
본 발명의 한 실시예에서, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법은 그래핀 성장 과정을 적절히 조절함으로써 그래핀의 생성 정도를 조절할 수 있다. 따라서 목적하는 그래핀 시트의 두께를 얻기 위해서는 탄소-포함 가스의 종류 및 공급 압력, 수소 및 불활성 가스의 공급 압력, 공급 범위, 공급량, 기판층의 종류, 챔버의 크기 외에, 진공도, ICP-CVD 공정의 온도 및 유지시간이 중요한 요소로서 작용할 수 있다.
In one embodiment of the present invention, the method of manufacturing the non-catalytic low-temperature substrate growth graphene can control the degree of graphene formation by appropriately controlling the graphene growth process. Therefore, in order to obtain the desired thickness of the graphene sheet, in addition to the kind of the carbon-containing gas and the supply pressure, the supply pressure of the hydrogen and the inert gas, the supply range, the supply amount, the type of the substrate layer, Temperature and holding time can be an important factor.
본 발명의 한 실시예에서, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법에서, 불활성 가스는 특별히 기재하지 않더라도 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법을 수행하는 동안에, 탄소-포함 가스와 함께 공급되는 것을 의미할 수 있다.
In one embodiment of the present invention, in the method of manufacturing the non-catalytic low-temperature substrate growth graphene, the inert gas is supplied with the carbon-containing gas while performing the method of manufacturing the non- It can mean something.
본 발명의 한 실시예에서, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법에서, 기판의 상부에 구비되는 기판층을 구비하는 단계는 증착, 전자 빔 증착, 스퍼터링(sputtering), 원자층증착(Atomic Layer Deposition: ALD), 물리적기상증착(Physical Vapor Deposition: PVD), 화학적기상증착(Chemical Vapor Deposition: CVD), 중 선택되는 방법을 구비할 수 있다.In one embodiment of the present invention, in the method of manufacturing a non-catalytic low temperature substrate growth graphene, the step of providing a substrate layer on top of the substrate comprises depositing, electron beam deposition, sputtering, atomic layer deposition (ALD), Physical Vapor Deposition (PVD), or Chemical Vapor Deposition (CVD).
본 발명의 한 실시예에서, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법에서, ICP-CVD에 의하여 그래핀을 형성하는 것은 낮은 압력 에서 높은 밀도의 플라즈마를 발생시켜 그래핀을 형성하는 것을 의미한다. 상기 ICP-CVD 장치의 챔버를, 예를 들어, 수 내지 수백 mTorr 정도의 진공도를 유지하면서 탄소-포함 가스를 주입(또는 공급)하고, 수 백 kHz 내지 수 백 MHz의 고주파 전력을 인가함으로써 형성되는 유도자장에 의해 상기 챔버 내에 플라즈마를 형성하게 되어 상기 챔버 내의 기판 상에 탄화수소 라디칼(hydrocarbon radicals)의 흡착(adsorb), 확산(diffuse) 및 기판의 표면 상에 핵으로 발생하게 되는 반 데르 발스 유형의 헤테로 에피 택셜 성장(heteroepitaxial growth) 타입으로, 촉매층을 구비하지 않은 상태로 기판상에 그래핀이 성장된다. In one embodiment of the present invention, in the method for producing a non-catalytic low-temperature substrate growth graphene, the formation of graphene by ICP-CVD means generating a plasma of high density at low pressure to form graphene. The chamber of the ICP-CVD apparatus is formed by injecting (or supplying) a carbon-containing gas while maintaining a degree of vacuum of, for example, several to several hundreds of mTorr, and applying a high frequency power of several hundred kHz to several hundred MHz A plasma processing apparatus comprising: a vacuum chamber for generating a plasma in the chamber by an induction field, the vacuum chamber being adapted to adsorb and diffuse hydrocarbon radicals on a substrate in the chamber, In the heteroepitaxial growth type, graphene is grown on a substrate without a catalyst layer.
따라서, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법은 탄화수소 라디칼(hydrocarbon radicals)의 흡착(adsorb), 확산(diffuse) 및 기판의 표면 상에 핵으로 발생하게 되는 반 데르 발스 유형의 헤테로 에피 택셜 성장(heteroepitaxial growth) 타입으로, 촉매층을 구비하지 않은 상태로 기판상에 그래핀을 성장시키는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법을 구비한다. 상기 ICP-CVD 과정은 상기 기판층 영역 전체에서 상기 탄소-포함 가스가 균일하게 분사되어 균일한 플라즈마가 형성되도록 하는 것이 중요하다. 상기 과정을 수행하면 상기 기판의 온도를 500℃ 이하의 저온으로 유지하며 상기 기판상에 그래핀이 직접 접하는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀을 형성할 수 있다.Thus, the method of making a non-catalytic low-temperature substrate growth graphene involves adsorbing, diffusing hydrocarbon radicals, and van der Waals type heteroepitaxial growth which is nucleated on the surface of the substrate heteroepitaxial growth type graphene graphene grown on a substrate without a catalyst layer. It is important that the ICP-CVD process uniformly injects the carbon-containing gas throughout the substrate layer region so that a uniform plasma is formed. When the above process is performed, the temperature of the substrate may be maintained at a low temperature of 500 ° C or lower, and a non-catalyst low temperature substrate growth grains may be formed on the substrate directly contacting graphene.
그런데, 탄소-포함 가스의 농도 분포가 불균일하면, 그래핀의 성장은, 탄소-포함 가스의 농도가 높은 곳으로부터 시작되어, 탄소-포함 가스의 농도가 낮은 곳을 향해 성장하게 된다.However, if the concentration distribution of the carbon-containing gas is uneven, the growth of the graphene starts from the point where the concentration of the carbon-containing gas is high, and grows toward the point where the concentration of the carbon-containing gas is low.
따라서, 탄소-포함 가스의 농도 분포를 적절히 설정함에 따라, 그래핀의 결정이 성장을 개시하는 위치 및 성장할 방향을 제어할 수 있다.Therefore, by appropriately setting the concentration distribution of the carbon-containing gas, the position where the crystal of graphene starts to grow and the direction of growth can be controlled.
이와 같이 하여, 그래핀의 성장의 개시점과 방향을 제어하면, 그래핀의 결정립계는 성장 개시점 및 그래핀 끼리 연결되는 성장 종료점에만 형성되기 때문에, 결정립계를 소정의 위치에 제어할 수 있고, 또한 그래핀의 성장 개시점을 줄이는 것으로 큰 결정립경을 실현할 수 있다.
By controlling the starting point and direction of graphene growth in this manner, the grain boundaries can be controlled to a predetermined position because grain boundaries of graphene are formed only at the growth start point and at the growth end point connected to the graphenes, By reducing the growth starting point of graphene, a large grain size can be realized.
본 발명의 한 실시예에서, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법에서, ICP-CVD에 의하여 그래핀을 형성하는 것은 낮은 압력 에서 높은 밀도의 플라즈마를 발생시켜 그래핀을 형성하는 것을 의미한다. 상기 ICP-CVD 장치의 챔버를, 예를 들어, 수 내지 수백 mTorr 정도의 진공도를 유지하면서 탄소-포함 가스를 주입(또는 공급)하고, 수 백 kHz 내지 수 백 MHz의 고주파 전력을 인가함으로써 형성되는 유도자장에 의해 상기 챔버 내에 플라즈마를 형성하게 되어 상기 챔버 내의 기판 상에 탄화수소 라디칼(hydrocarbon radicals)의 흡착(adsorb), 확산(diffuse) 및 기판의 표면 상에 핵으로 발생하게 되는 반 데르 발스 유형의 성장 타입으로, 촉매층을 구비하지 않은 상태로 기판상에 그래핀이 성장된다. In one embodiment of the present invention, in the method for producing a non-catalytic low-temperature substrate growth graphene, the formation of graphene by ICP-CVD means generating a plasma of high density at low pressure to form graphene. The chamber of the ICP-CVD apparatus is formed by injecting (or supplying) a carbon-containing gas while maintaining a degree of vacuum of, for example, several to several hundreds of mTorr, and applying a high frequency power of several hundred kHz to several hundred MHz A plasma processing apparatus comprising: a vacuum chamber for generating a plasma in the chamber by an induction field, the vacuum chamber being adapted to adsorb and diffuse hydrocarbon radicals on a substrate in the chamber, As a growth type, graphene is grown on a substrate without a catalyst layer.
따라서, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법은 탄화수소 라디칼(hydrocarbon radicals)의 흡착(adsorb), 확산(diffuse) 및 기판의 표면 상에 핵으로 발생하게 되는 반 데르 발스 유형의 성장 타입으로, 촉매층을 구비하지 않은 상태로 기판상에 그래핀을 성장시키는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법을 구비한다. 상기 ICP-CVD 과정은 상기 기판층 영역 전체에서 상기 탄소-포함 가스가 균일하게 분사되어 균일한 플라즈마가 형성되도록 하는 것이 중요하다. 상기 과정을 수행하면 상기 기판의 온도를 500℃ 이하의 저온으로 유지하며 상기 기판상에 그래핀이 직접 접하는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀을 형성할 수 있다.Therefore, the method of producing the non-catalytic low-temperature substrate growth grains is a growth type of van der Waals type which is generated nuclei on the surface of the substrate by adsorbing, diffusing and hydrocarbyl radicals. Wherein the graphene is grown on the substrate in a state where the graphene is not provided. It is important that the ICP-CVD process uniformly injects the carbon-containing gas throughout the substrate layer region so that a uniform plasma is formed. When the above process is performed, the temperature of the substrate may be maintained at a low temperature of 500 ° C or lower, and a non-catalyst low temperature substrate growth grains may be formed on the substrate directly contacting graphene.
그런데, 탄소-포함 가스의 농도 분포가 불균일하면, 그래핀의 성장은, 탄소-포함 가스의 농도가 높은 곳으로부터 시작되어, 탄소-포함 가스의 농도가 낮은 곳을 향해 성장하게 된다.However, if the concentration distribution of the carbon-containing gas is uneven, the growth of the graphene starts from the point where the concentration of the carbon-containing gas is high, and grows toward the point where the concentration of the carbon-containing gas is low.
따라서, 탄소-포함 가스의 농도 분포를 적절히 설정함에 따라, 그래핀의 결정이 성장을 개시하는 위치 및 성장할 방향을 제어할 수 있다.Therefore, by appropriately setting the concentration distribution of the carbon-containing gas, the position where the crystal of graphene starts to grow and the direction of growth can be controlled.
이와 같이 하여, 그래핀의 성장의 개시점과 방향을 제어하면, 그래핀의 결정립계는 성장 개시점 및 그래핀 끼리 연결되는 성장 종료점에만 형성되기 때문에, 결정립계를 소정의 위치에 제어할 수 있고, 또한 그래핀의 성장 개시점을 줄이는 것으로 큰 결정립경을 실현할 수 있다.
By controlling the starting point and direction of graphene growth in this manner, the grain boundaries can be controlled to a predetermined position because grain boundaries of graphene are formed only at the growth start point and at the growth end point connected to the graphenes, By reducing the growth starting point of graphene, a large grain size can be realized.
본 발명의 한 실시예에서, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법은 아래와 같이 기술될 수 있다. In one embodiment of the present invention, a method for producing a non-catalytic low temperature substrate growth graphene can be described as follows.
(1). 기판층에 있어서 기판층의 특정 영역에 탄소-포함 가스의 농도를 높인다.(One). Thereby increasing the concentration of the carbon-containing gas in a specific region of the substrate layer in the substrate layer.
(2). ICP-CVD 를 수행한다. (2). ICP-CVD is performed.
(3). 그러면, 탄화수소 라디칼(hydrocarbon radicals)의 흡착(adsorb), 확산(diffuse) 및 기판의 표면 상에 핵으로 발생하게 되는 반 데르 발스 유형의 헤테로 에피 택셜 성장(heteroepitaxial growth)이, 상기 기판층의 특정 영역에서 그래핀으로 성장하게 된다. 즉, 기판층의 특정 영역이 그래핀의 성장의 개시 위치가 된다. (3). Then, adsorption, diffusions of hydrocarbon radicals, and heteroepitaxial growth of the van der Waals type nucleated on the surface of the substrate are induced in a certain region of the substrate layer To grow into graphene. That is, a specific region of the substrate layer serves as a starting position for the growth of graphene.
(4). 이대로 ICP-CVD를 계속 수행하면, 성장한 그래핀이 한층 더 성장한다. ICP-CVD를 유지한 채로 기판층의 특정 영역에 탄소-포함 가스의 농도를 높이므로, 이 때문에, 탄소는, 이미 성장을 끝낸 그래핀과 결정 구조를 이루도록 성장한다. 이때, 그래핀의 성장의 방향은, 기판층의 특정 영역에서 평행한 방향으로 그래핀이 성장하게 된다. (4). When the ICP-CVD is continuously performed in this way, the grown graphene grows further. Since the concentration of the carbon-containing gas is increased in a specific region of the substrate layer while ICP-CVD is maintained, carbon thus grows to form a crystal structure with already grown graphene. At this time, graphenes grow in a direction parallel to the specific region of the substrate layer.
(5). 최종적으로는 그래핀이, 큰 결정립경을 실현할 수 있다, 로 구성되는 상기 (1) 내지 (5) 로 이어지는 공정을 구비할 수 있다.
(5). (1) to (5) in which graphene can finally realize a large crystal grain diameter.
본 발명의 한 실시예에서, 본 실시예는, 그래핀을 원하는 위치부터 원하는 방향으로 성장시키는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법이다. 상기 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법은 아래의 <A>, <B>, 중 선택되는 것으로 기술된다.In one embodiment of the present invention, this embodiment is a method for manufacturing graphene-free low-temperature substrate growth that grows graphene in a desired direction from a desired position. The method for producing the non-catalytic low-temperature substrate growth graphene is described below as <A>, <B> .
<A><A>
(1). 기판층에 있어서 기판층의 특정 영역에 탄소-포함 가스의 농도를 높인다.(One). Thereby increasing the concentration of the carbon-containing gas in a specific region of the substrate layer in the substrate layer.
(2). ICP-CVD 를 수행한다. (2). ICP-CVD is performed.
(3). 그러면, 탄화수소 라디칼(hydrocarbon radicals)의 흡착(adsorb), 확산(diffuse) 및 기판의 표면 상에 핵으로 발생하게 되는 반 데르 발스 유형의 헤테로 에피 택셜 성장(heteroepitaxial growth)이, 상기 기판층의 특정 영역에서 그래핀으로 성장하게 된다. 즉, 기판층의 특정 영역이 그래핀의 성장의 개시 위치가 된다. (3). Then, adsorption, diffusions of hydrocarbon radicals, and heteroepitaxial growth of the van der Waals type nucleated on the surface of the substrate are induced in a certain region of the substrate layer To grow into graphene. That is, a specific region of the substrate layer serves as a starting position for the growth of graphene.
(4). 이대로 ICP-CVD를 계속 수행하면, 성장한 그래핀이 한층 더 성장한다. ICP-CVD를 유지한 채로 기판층의 특정 영역에 탄소-포함 가스의 농도를 높이므로, 이 때문에, 탄소는, 이미 성장을 끝낸 그래핀과 결정 구조를 이루도록 성장한다. 이때, 그래핀의 성장의 방향은, 기판층의 특정 영역에서 평행한 방향으로 그래핀이 성장하게 된다. (4). When the ICP-CVD is continuously performed in this way, the grown graphene grows further. Since the concentration of the carbon-containing gas is increased in a specific region of the substrate layer while ICP-CVD is maintained, carbon thus grows to form a crystal structure with already grown graphene. At this time, graphenes grow in a direction parallel to the specific region of the substrate layer.
(5). 최종적으로는 그래핀이, 큰 결정립경을 실현할 수 있다, 로 구성되는 상기 (1) 내지 (5) 로 이어지는 공정을 구비할 수 있다.(5). (1) to (5) in which graphene can finally realize a large crystal grain diameter.
<B><B>
본 실시예는, 상기 실시예 <A>를 수행할 때, 선상 그래핀을 제조하는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법이다.The present embodiment is a method for manufacturing a graphene-free low-temperature substrate, which produces a linear graphene when performing the above-described embodiment <A> .
(1). 상기 실시예 <A>의 기술된 설명에 근거하여, 기판층에 있어서 기판층의 선상의 특정 영역에 탄소-포함 가스의 농도를 높인다. (One). Based on the techniques described in Example <A>, carbon in a specific area of the alignment layer of the substrate in the substrate layer, it increases the density of the contained gas.
(2). 상기 실시예 <A>의 기술된 설명에 근거하여, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법을 수행한다. 그러면, 그래핀이 상하 방향으로 성장한다.(2). Based on the techniques described in Example <A>, catalyst-free low-temperature substrate growth yes performs the manufacturing method of the pin. Then graphene grows up and down.
(3). 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법의 수행이 끝나면, 선상 그래핀(들)이 형성되게 된다, 로 구성되는 상기 (1) 내지 (3) 로 이어지는 공정을 구비할 수 있다.
(3). (1) to (3) in which line-like graphene (s) are formed when the production method of the non-catalytic low-temperature substrate grafting grains is completed.
본 발명의 한 실시예에서, 본 실시예는, 그래핀을 원하는 위치부터 원하는 방향으로 성장시키는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법이다. 상기 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법은 아래의 <A>, <B>, 중 선택되는 것으로 기술된다.In one embodiment of the present invention, this embodiment is a method for manufacturing graphene-free low-temperature substrate growth that grows graphene in a desired direction from a desired position. The method for producing the non-catalytic low-temperature substrate growth graphene is described below as <A>, <B> .
<A><A>
(1). 기판층에 있어서 기판층의 특정 영역에 탄소-포함 가스의 농도를 높인다.(One). Thereby increasing the concentration of the carbon-containing gas in a specific region of the substrate layer in the substrate layer.
(2). ICP-CVD 를 수행한다. (2). ICP-CVD is performed.
(3). 그러면, 탄화수소 라디칼(hydrocarbon radicals)의 흡착(adsorb), 확산(diffuse) 및 기판의 표면 상에 핵으로 발생하게 되는 반 데르 발스 유형의 헤테로 에피 택셜 성장(heteroepitaxial growth)이, 상기 기판층의 특정 영역에서 그래핀으로 성장하게 된다. 즉, 기판층의 특정 영역이 그래핀의 성장의 개시 위치가 된다. (3). Then, adsorption, diffusions of hydrocarbon radicals, and heteroepitaxial growth of the van der Waals type nucleated on the surface of the substrate are induced in a certain region of the substrate layer To grow into graphene. That is, a specific region of the substrate layer serves as a starting position for the growth of graphene.
(4). 이대로 ICP-CVD를 계속 수행하면, 성장한 그래핀이 한층 더 성장한다. ICP-CVD를 유지한 채로 기판층의 특정 영역에 탄소-포함 가스의 농도를 높이므로, 이 때문에, 탄소는, 이미 성장을 끝낸 그래핀과 결정 구조를 이루도록 성장한다. 이때, 그래핀의 성장의 방향은, 기판층의 특정 영역에서 평행한 방향으로 그래핀이 성장하게 된다. (4). When the ICP-CVD is continuously performed in this way, the grown graphene grows further. Since the concentration of the carbon-containing gas is increased in a specific region of the substrate layer while ICP-CVD is maintained, carbon thus grows to form a crystal structure with already grown graphene. At this time, graphenes grow in a direction parallel to the specific region of the substrate layer.
(5). 최종적으로는 그래핀이, 큰 결정립경을 실현할 수 있다, 로 구성되는 상기 (1) 내지 (5) 로 이어지는 공정을 구비할 수 있다.(5). (1) to (5) in which graphene can finally realize a large crystal grain diameter.
<B><B>
본 실시예는, 상기 실시예 <A>를 2회 반복할 때, 사각형 무늬(또는 바둑판 무늬) 형상의 결정립계를 가진 그래핀을 제조하는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법이다.The present embodiment is a method for producing graphene free of a noncatalytic low-temperature substrate, which produces graphene having a grain pattern of a square pattern (or checkerboard pattern) when the above embodiment <A> is repeated twice.
(1). 상기 실시예 <A>의 기술된 설명에 근거하여, 기판층에 있어서 기판층의 선상의 특정 영역에 탄소-포함 가스의 농도를 높인다. (One). Based on the techniques described in Example <A>, carbon in a specific area of the alignment layer of the substrate in the substrate layer, it increases the density of the contained gas.
(2). 상기 실시예 <A>의 기술된 설명에 근거하여, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법을 수행한다. 그러면, 그래핀이 상하 방향으로 성장한다.(2). Based on the techniques described in Example <A>, catalyst-free low-temperature substrate growth yes performs the manufacturing method of the pin. Then graphene grows up and down.
(3). 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법의 수행이 끝나면, 선상 그래핀(들)이 형성되게 된다.(3). Upon completion of the method of manufacturing the non-catalytic low temperature substrate graphene, the line graphene (s) are formed.
(4). 이 후, 기판의 선상 그래핀(들) 상부에 상기 실시예 <A>의 기술된 설명에 근거하여, 선상 그래핀(들)의 긴 방향과 평행하게 되고, 정확히 선상 그래핀(또는 선상 그래핀 끼리)의 중간 영역에 탄소-포함 가스의 농도를 높인다. (4). Thereafter, to the linearly arranged yes upper pin (s) of the substrate based on the techniques described in Example <A>, linearly arranged yes and parallel to the longitudinal direction of the pin (s), exactly linear graphene (or linear graphene The concentration of the carbon-containing gas in the intermediate region of the carbon-containing gas.
(5). 이후, 상기 실시예 <A>의 기술된 설명에 근거하여, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법을 수행한다. 그러면, 잔류하고 있는 선상 그래핀(들)을 개시 위치로 하고, 면상 그래핀이, 선상 그래핀(들)의 긴 방향과는 수직인, 좌우 방향으로 성장한다.(5). Then, on the basis of the techniques described in Example <A>, catalyst-free low-temperature substrate growth yes performs the manufacturing method of the pin. Then, with the remaining linear graphene (s) as the starting position, the plane graphen grows in the lateral direction, which is perpendicular to the long direction of the linear graphene (s).
(6). 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법의 수행이 끝나면, 사각형 무늬(또는 바둑판 무늬) 형상의 결정립계로 구분된 면상 그래핀이 형성된다, 로 구성되는 상기 (1) 내지 (6) 으로 이어지는 공정을 구비할 수 있다.(6). (1) to (6), wherein the surface graphenes separated by a grain boundary of a square pattern (or a checkerboard pattern) are formed after the production of the non-catalyst low temperature substrate grafting method is completed .
따라서, 본 발명의 한 실시예에서, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법은 그래핀이 상하 방법(제1의 방향)과 좌우 방법(제2의 방향)에 의하여, 일정한 간격으로, 규칙적인 바둑판무늬 형상으로 형성될 수 있다. 즉, 정방형의 단결정으로 이루어진 그래핀이, 기판을 덮도록 형성할 수 있다.Therefore, in one embodiment of the present invention, the method for producing the non-catalytic low-temperature substrate growth graphene is characterized in that graphene is formed at regular intervals by a vertical method (first direction) and a lateral method (second direction) And may be formed in a checkerboard pattern. That is, graphene made of a single crystal of a square can be formed so as to cover the substrate.
본 발명의 한 실시예에서, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법은 그래핀의 기판상에 있어서의 성장의 개시점이나 방향 등을 제어하는 것이 가능하기 때문에, 결정립계를 정방형이나 장방형 등, 각종의 형상으로 할 수 있다. 나아가, 단결정의 그래핀의 면적을, 종래보다 현격히 크게 할 수 있다. 물론, 본 발명의 한 실시예에서, 작은 소량의 다결정이 단결정과 함께 남아 있을 수는 있다. 또한, 정방형이나 장방형 등의 형상도 정확한 정방형이나 장방형의 형상이 아닌 사다리꼴 형태나 평행사변형의 형태를 취할 수도 있다.
In one embodiment of the present invention, since the method of manufacturing the graphene-free low-temperature substrate can control the starting point and the direction of growth of the graphene on the substrate, As shown in Fig. Furthermore, the area of the graphene of the single crystal can be significantly increased as compared with the conventional one. Of course, in one embodiment of the present invention, a small amount of polycrystal may remain with the single crystal. In addition, a shape such as a square or a rectangle may take a form of a trapezoidal shape or a parallelogram shape instead of an exact square or rectangular shape.
본 발명의 한 실시예에서, 본 실시예는, 그래핀을 원하는 위치부터 원하는 방향으로 성장시키는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법이다. 상기 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법은 아래의 <A>, <B>, 중 선택되는 것으로 기술된다.In one embodiment of the present invention, this embodiment is a method for manufacturing graphene-free low-temperature substrate growth that grows graphene in a desired direction from a desired position. The method for producing the non-catalytic low-temperature substrate growth graphene is described below as <A>, <B> .
<A><A>
(1). 기판층에 있어서 기판층의 특정 영역에 탄소-포함 가스의 농도를 높인다.(One). Thereby increasing the concentration of the carbon-containing gas in a specific region of the substrate layer in the substrate layer.
(2). ICP-CVD 를 수행한다. (2). ICP-CVD is performed.
(3). 그러면, 탄화수소 라디칼(hydrocarbon radicals)의 흡착(adsorb), 확산(diffuse) 및 기판의 표면 상에 핵으로 발생하게 되는 반 데르 발스 유형의 성장 타입으로, 상기 기판층의 특정 영역에서 그래핀으로 성장하게 된다. 즉, 기판층의 특정 영역이 그래핀의 성장의 개시 위치가 된다. (3). It then grows into graphene in a specific region of the substrate layer in a growth type of Van der Waals type that is generated nuclei on the surface of the substrate, adsorbing, diffusing, and the like of hydrocarbon radicals do. That is, a specific region of the substrate layer serves as a starting position for the growth of graphene.
(4). 이대로 ICP-CVD를 계속 수행하면, 성장한 그래핀이 한층 더 성장한다. ICP-CVD를 유지한 채로 기판층의 특정 영역에 탄소-포함 가스의 농도를 높이므로, 이 때문에, 탄소는, 이미 성장을 끝낸 그래핀과 결정 구조를 이루도록 성장한다. 이때, 그래핀의 성장의 방향은, 기판층의 특정 영역에서 평행한 방향으로 그래핀이 성장하게 된다. (4). When the ICP-CVD is continuously performed in this way, the grown graphene grows further. Since the concentration of the carbon-containing gas is increased in a specific region of the substrate layer while ICP-CVD is maintained, carbon thus grows to form a crystal structure with already grown graphene. At this time, graphenes grow in a direction parallel to the specific region of the substrate layer.
(5). 최종적으로는 그래핀이, 큰 결정립경을 실현할 수 있다, 로 구성되는 상기 (1) 내지 (5) 로 이어지는 공정을 구비할 수 있다.(5). (1) to (5) in which graphene can finally realize a large crystal grain diameter.
<B><B>
본 실시예는, 상기 실시예 <A>를 수행할 때, 선상 그래핀을 제조하는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법이다.The present embodiment is a method for manufacturing a graphene-free low-temperature substrate, which produces a linear graphene when performing the above-described embodiment <A> .
(1). 상기 실시예 <A>의 기술된 설명에 근거하여, 기판층에 있어서 기판층의 선상의 특정 영역에 탄소-포함 가스의 농도를 높인다. (One). Based on the techniques described in Example <A>, carbon in a specific area of the alignment layer of the substrate in the substrate layer, it increases the density of the contained gas.
(2). 상기 실시예 <A>의 기술된 설명에 근거하여, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법을 수행한다. 그러면, 그래핀이 상하 방향으로 성장한다.(2). Based on the techniques described in Example <A>, catalyst-free low-temperature substrate growth yes performs the manufacturing method of the pin. Then graphene grows up and down.
(3). 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법의 수행이 끝나면, 선상 그래핀(들)이 형성되게 된다, 로 구성되는 상기 (1) 내지 (3) 로 이어지는 공정을 구비할 수 있다.
(3). (1) to (3) in which line-like graphene (s) are formed when the production method of the non-catalytic low-temperature substrate grafting grains is completed.
본 발명의 한 실시예에서, 본 실시예는, 그래핀을 원하는 위치부터 원하는 방향으로 성장시키는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법이다. 상기 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법은 아래의 <A>, <B>, 중 선택되는 것으로 기술된다.In one embodiment of the present invention, this embodiment is a method for manufacturing graphene-free low-temperature substrate growth that grows graphene in a desired direction from a desired position. The method for producing the non-catalytic low-temperature substrate growth graphene is described below as <A>, <B> .
<A><A>
(1). 기판층에 있어서 기판층의 특정 영역에 탄소-포함 가스의 농도를 높인다.(One). Thereby increasing the concentration of the carbon-containing gas in a specific region of the substrate layer in the substrate layer.
(2). ICP-CVD 를 수행한다. (2). ICP-CVD is performed.
(3). 그러면, 탄화수소 라디칼(hydrocarbon radicals)의 흡착(adsorb), 확산(diffuse) 및 기판의 표면 상에 핵으로 발생하게 되는 반 데르 발스 유형의 성장 타입으로, 상기 기판층의 특정 영역에서 그래핀으로 성장하게 된다. 즉, 기판층의 특정 영역이 그래핀의 성장의 개시 위치가 된다. (3). It then grows into graphene in a specific region of the substrate layer in a growth type of Van der Waals type that is generated nuclei on the surface of the substrate, adsorbing, diffusing, and the like of hydrocarbon radicals do. That is, a specific region of the substrate layer serves as a starting position for the growth of graphene.
(4). 이대로 ICP-CVD를 계속 수행하면, 성장한 그래핀이 한층 더 성장한다. ICP-CVD를 유지한 채로 기판층의 특정 영역에 탄소-포함 가스의 농도를 높이므로, 이 때문에, 탄소는, 이미 성장을 끝낸 그래핀과 결정 구조를 이루도록 성장한다. 이때, 그래핀의 성장의 방향은, 기판층의 특정 영역에서 평행한 방향으로 그래핀이 성장하게 된다. (4). When the ICP-CVD is continuously performed in this way, the grown graphene grows further. Since the concentration of the carbon-containing gas is increased in a specific region of the substrate layer while ICP-CVD is maintained, carbon thus grows to form a crystal structure with already grown graphene. At this time, graphenes grow in a direction parallel to the specific region of the substrate layer.
(5). 최종적으로는 그래핀이, 큰 결정립경을 실현할 수 있다, 로 구성되는 상기 (1) 내지 (5) 로 이어지는 공정을 구비할 수 있다.(5). (1) to (5) in which graphene can finally realize a large crystal grain diameter.
<B><B>
본 실시예는, 상기 실시예 <A>를 2회 반복할 때, 사각형 무늬(또는 바둑판 무늬) 형상의 결정립계를 가진 그래핀을 제조하는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법이다.The present embodiment is a method for producing graphene free of a noncatalytic low-temperature substrate, which produces graphene having a grain pattern of a square pattern (or checkerboard pattern) when the above embodiment <A> is repeated twice.
(1). 상기 실시예 <A>의 기술된 설명에 근거하여, 기판층에 있어서 기판층의 선상의 특정 영역에 탄소-포함 가스의 농도를 높인다. (One). Based on the techniques described in Example <A>, carbon in a specific area of the alignment layer of the substrate in the substrate layer, it increases the density of the contained gas.
(2). 상기 실시예 <A>의 기술된 설명에 근거하여, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법을 수행한다. 그러면, 그래핀이 상하 방향으로 성장한다.(2). Based on the techniques described in Example <A>, catalyst-free low-temperature substrate growth yes performs the manufacturing method of the pin. Then graphene grows up and down.
(3). 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법의 수행이 끝나면, 선상 그래핀(들)이 형성되게 된다.(3). Upon completion of the method of manufacturing the non-catalytic low temperature substrate graphene, the line graphene (s) are formed.
(4). 이 후, 기판의 선상 그래핀(들) 상부에 상기 실시예 <A>의 기술된 설명에 근거하여, 선상 그래핀(들)의 긴 방향과 평행하게 되고, 정확히 선상 그래핀(또는 선상 그래핀 끼리)의 중간 영역에 탄소-포함 가스의 농도를 높인다. (4). Thereafter, to the linearly arranged yes upper pin (s) of the substrate based on the techniques described in Example <A>, linearly arranged yes and parallel to the longitudinal direction of the pin (s), exactly linear graphene (or linear graphene The concentration of the carbon-containing gas in the intermediate region of the carbon-containing gas.
(5). 이후, 상기 실시예 <A>의 기술된 설명에 근거하여, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법을 수행한다. 그러면, 잔류하고 있는 선상 그래핀(들)을 개시 위치로 하고, 면상 그래핀이, 선상 그래핀(들)의 긴 방향과는 수직인, 좌우 방향으로 성장한다.(5). Then, on the basis of the techniques described in Example <A>, catalyst-free low-temperature substrate growth yes performs the manufacturing method of the pin. Then, with the remaining linear graphene (s) as the starting position, the plane graphen grows in the lateral direction, which is perpendicular to the long direction of the linear graphene (s).
(6). 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법의 수행이 끝나면, 사각형 무늬(또는 바둑판 무늬) 형상의 결정립계로 구분된 면상 그래핀이 형성된다, 로 구성되는 상기 (1) 내지 (6) 으로 이어지는 공정을 구비할 수 있다.(6). (1) to (6), wherein the surface graphenes separated by a grain boundary of a square pattern (or a checkerboard pattern) are formed after the production of the non-catalyst low temperature substrate grafting method is completed .
따라서, 본 발명의 한 실시예에서, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법은 그래핀이 상하 방법(제1의 방향)과 좌우 방법(제2의 방향)에 의하여, 일정한 간격으로, 규칙적인 바둑판무늬 형상으로 형성될 수 있다. 즉, 정방형의 단결정으로 이루어진 그래핀이, 기판을 덮도록 형성할 수 있다.Therefore, in one embodiment of the present invention, the method for producing the non-catalytic low-temperature substrate growth graphene is characterized in that graphene is formed at regular intervals by a vertical method (first direction) and a lateral method (second direction) And may be formed in a checkerboard pattern. That is, graphene made of a single crystal of a square can be formed so as to cover the substrate.
본 발명의 한 실시예에서, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법은 그래핀의 기판상에 있어서의 성장의 개시점이나 방향 등을 제어하는 것이 가능하기 때문에, 결정립계를 정방형이나 장방형 등, 각종의 형상으로 할 수 있다. 나아가, 단결정의 그래핀의 면적을, 종래보다 현격히 크게 할 수 있다. 물론, 본 발명의 한 실시예에서, 작은 소량의 다결정이 단결정과 함께 남아 있을 수는 있다. 또한, 정방형이나 장방형 등의 형상도 정확한 정방형이나 장방형의 형상이 아닌 사다리꼴 형태나 평행사변형의 형태를 취할 수도 있다.
In one embodiment of the present invention, since the method of manufacturing the graphene-free low-temperature substrate can control the starting point and the direction of growth of the graphene on the substrate, As shown in Fig. Furthermore, the area of the graphene of the single crystal can be significantly increased as compared with the conventional one. Of course, in one embodiment of the present invention, a small amount of polycrystal may remain with the single crystal. In addition, a shape such as a square or a rectangle may take a form of a trapezoidal shape or a parallelogram shape instead of an exact square or rectangular shape.
본 발명의 한 실시예에서, 본 실시예는, 그래핀을 원하는 위치부터 원하는 방향으로 성장시키는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법이다. 상기 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법은 아래의 <A>, <B>, <C>, 중 선택되는 것으로 기술된다.In one embodiment of the present invention, this embodiment is a method for manufacturing graphene-free low-temperature substrate growth that grows graphene in a desired direction from a desired position. The method for producing the non-catalytic low temperature substrate growth graphene is described below as <A>, <B>, <C> .
<A><A>
(1). 기판층에 있어서 기판층의 선상의 특정 영역에 탄소-포함 가스의 농도를 높인다.(One). The concentration of the carbon-containing gas is increased in a certain region on the substrate layer in the substrate layer.
(2). ICP-CVD 를 수행한다. (2). ICP-CVD is performed.
(3). 그러면, 탄화수소 라디칼(hydrocarbon radicals)의 흡착(adsorb), 확산(diffuse) 및 기판의 표면 상에 핵으로 발생하게 되는 반 데르 발스 유형의 헤테로 에피 택셜 성장(heteroepitaxial growth)이, 상기 기판층의 특정 영역에서 그래핀으로 성장하게 된다. 즉, 기판층의 특정 영역이 그래핀의 성장의 개시 위치가 된다. (3). Then, adsorption, diffusions of hydrocarbon radicals, and heteroepitaxial growth of the van der Waals type nucleated on the surface of the substrate are induced in a certain region of the substrate layer To grow into graphene. That is, a specific region of the substrate layer serves as a starting position for the growth of graphene.
(4). 이대로 ICP-CVD를 계속 수행하면, 성장한 그래핀이 한층 더 성장한다. ICP-CVD를 유지한 채로 기판층의 선상의 특정 영역에 탄소-포함 가스의 농도를 높이므로, 이 때문에, 탄소는, 이미 성장을 끝낸 그래핀과 결정 구조를 이루도록 성장한다. 이때, 그래핀의 성장의 방향은, 기판층의 특정 영역에서 선상의 평행한 방향으로 그래핀이 성장하게 된다. (4). When the ICP-CVD is continuously performed in this way, the grown graphene grows further. The concentration of the carbon-containing gas is increased in a specific region on the substrate layer while ICP-CVD is maintained. Therefore, carbon grows to have a crystal structure with already-grown graphene. At this time, graphenes grow in a direction parallel to the line in a specific region of the substrate layer.
(5). 최종적으로는 그래핀이, 큰 결정립경을 실현할 수 있다, 로 구성되는 상기 (1) 내지 (5) 로 이어지는 공정을 구비할 수 있다.(5). (1) to (5) in which graphene can finally realize a large crystal grain diameter.
<B><B>
(1). 상기 실시예 <A> 의 기술된 설명 이후, 하나 이상의 기판층의 선상 그래핀의 긴 방향과는 수직인 쪽의 왼쪽방향의 특정 영역에 탄소-포함 가스의 농도를 높인다. (One). After the description of the embodiment A , the concentration of the carbon-containing gas is increased in a specific region on the left side of the one or more substrate layers perpendicular to the long direction of the line graphene.
(2). 이후, 상기 실시예 <A>의 기술된 설명에 근거하여, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법을 수행한다. 그러면, 잔류하고 있는 선상 그래핀을 개시 위치로 하고, 면상 그래핀이, 선상 그래핀의 긴 방향과는 수직인, 오른쪽에서 왼쪽으로 성장한다.(2). Then, on the basis of the description of the embodiment A , a method for manufacturing a non-catalytic low temperature substrate growth graphene is carried out. Then, with the remaining linear graphene as the starting position, the plane graphen grows from right to left, which is perpendicular to the long direction of the linear graphene.
(3). 최종적으로는 면상 그래핀이, 기판의 표면에 직접 접하게 된다, 로 구성되는 상기 (1) 내지 (3) 으로 이어지는 공정을 구비할 수 있다.(3). And finally, the surface graphenes are brought into direct contact with the surface of the substrate.
<C><C>
(1). 상기 실시예 <A>의 기술된 설명에 근거하여, 하나 이상의 선상 그래핀을 형성하고, 상기 실시예 <B>의 기술된 설명에 근거하여, 하나 이상의 면상 그래핀을 형성할 수 있다.(One). The embodiments based on the techniques described in <A>, and one or more linearly arranged yes form the pin, and on the basis of the technique described in Example <B>, may be one or more surfaces Yes form a pin.
(2). 따라서, 면상 그래핀의 성장되는 부분의 결정립계가 옆의 면상 그래핀(또다른 선상 그래핀이 배치되어 있던 부분)에 이를 때까지 성장한다.(2). Thus, the grain boundaries of the grown portion of the plane graphen grow until it reaches the side plane graphene (the portion where another linear graphene was disposed).
(3). 이와 같이 그래핀을 형성하면, 서로 가까운 격자점을 묶는 선분이 결정립계가 되고, 단결정이 격자모양으로 배치된다, 로 구성되는 상기 (1) 내지 (3) 으로 이어지는 공정을 구비할 수 있다.
(3). (1) to (3), wherein the grains are formed in such a manner that a line segment connecting lattice points close to each other becomes a grain boundary, and a single crystal is arranged in a lattice pattern.
본 발명의 한 실시예에서, 본 실시예는, 그래핀을 원하는 위치부터 원하는 방향으로 성장시키는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법이다. 상기 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법은 아래의 <A>, <B>, <C>, 중 선택되는 것으로 기술된다.In one embodiment of the present invention, this embodiment is a method for manufacturing graphene-free low-temperature substrate growth that grows graphene in a desired direction from a desired position. The method for producing the non-catalytic low temperature substrate growth graphene is described below as <A>, <B>, <C> .
<A><A>
(1). 기판층에 있어서 기판층의 선상의 특정 영역에 탄소-포함 가스의 농도를 높인다.(One). The concentration of the carbon-containing gas is increased in a certain region on the substrate layer in the substrate layer.
(2). ICP-CVD 를 수행한다. (2). ICP-CVD is performed.
(3). 그러면, 탄화수소 라디칼(hydrocarbon radicals)의 흡착(adsorb), 확산(diffuse) 및 기판의 표면 상에 핵으로 발생하게 되는 반 데르 발스 유형의 성장 타입으로, 상기 기판층의 특정 영역에서 그래핀으로 성장하게 된다. 즉, 기판층의 특정 영역이 그래핀의 성장의 개시 위치가 된다. (3). It then grows into graphene in a specific region of the substrate layer in a growth type of Van der Waals type that is generated nuclei on the surface of the substrate, adsorbing, diffusing, and the like of hydrocarbon radicals do. That is, a specific region of the substrate layer serves as a starting position for the growth of graphene.
(4). 이대로 ICP-CVD를 계속 수행하면, 성장한 그래핀이 한층 더 성장한다. ICP-CVD를 유지한 채로 기판층의 선상의 특정 영역에 탄소-포함 가스의 농도를 높이므로, 이 때문에, 탄소는, 이미 성장을 끝낸 그래핀과 결정 구조를 이루도록 성장한다. 이때, 그래핀의 성장의 방향은, 기판층의 특정 영역에서 선상의 평행한 방향으로 그래핀이 성장하게 된다. (4). When the ICP-CVD is continuously performed in this way, the grown graphene grows further. The concentration of the carbon-containing gas is increased in a specific region on the substrate layer while ICP-CVD is maintained. Therefore, carbon grows to have a crystal structure with already-grown graphene. At this time, graphenes grow in a direction parallel to the line in a specific region of the substrate layer.
(5). 최종적으로는 그래핀이, 큰 결정립경을 실현할 수 있다, 로 구성되는 상기 (1) 내지 (5) 로 이어지는 공정을 구비할 수 있다.(5). (1) to (5) in which graphene can finally realize a large crystal grain diameter.
<B><B>
(1). 상기 실시예 <A> 의 기술된 설명 이후, 하나 이상의 기판층의 선상 그래핀의 긴 방향과는 수직인 쪽의 왼쪽방향의 특정 영역에 탄소-포함 가스의 농도를 높인다. (One). After the description of the embodiment A , the concentration of the carbon-containing gas is increased in a specific region on the left side of the one or more substrate layers perpendicular to the long direction of the line graphene.
(2). 이후, 상기 실시예 <A>의 기술된 설명에 근거하여, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법을 수행한다. 그러면, 잔류하고 있는 선상 그래핀을 개시 위치로 하고, 면상 그래핀이, 선상 그래핀의 긴 방향과는 수직인, 오른쪽에서 왼쪽으로 성장한다.(2). Then, on the basis of the description of the embodiment A , a method for manufacturing a non-catalytic low temperature substrate growth graphene is carried out. Then, with the remaining linear graphene as the starting position, the plane graphen grows from right to left, which is perpendicular to the long direction of the linear graphene.
(3). 최종적으로는 면상 그래핀이, 기판의 표면에 직접 접하게 된다, 로 구성되는 상기 (1) 내지 (3) 으로 이어지는 공정을 구비할 수 있다.(3). And finally, the surface graphenes are brought into direct contact with the surface of the substrate.
<C><C>
(1). 상기 실시예 <A>의 기술된 설명에 근거하여, 하나 이상의 선상 그래핀을 형성하고, 상기 실시예 <B>의 기술된 설명에 근거하여, 하나 이상의 면상 그래핀을 형성할 수 있다.(One). The embodiments based on the techniques described in <A>, and one or more linearly arranged yes form the pin, and on the basis of the technique described in Example <B>, may be one or more surfaces Yes form a pin.
(2). 따라서, 면상 그래핀의 성장되는 부분의 결정립계가 옆의 면상 그래핀(또다른 선상 그래핀이 배치되어 있던 부분)에 이를 때까지 성장한다.(2). Thus, the grain boundaries of the grown portion of the plane graphen grow until it reaches the side plane graphene (the portion where another linear graphene was disposed).
(3). 이와 같이 그래핀을 형성하면, 서로 가까운 격자점을 묶는 선분이 결정립계가 되고, 단결정이 격자모양으로 배치된다, 로 구성되는 상기 (1) 내지 (3) 으로 이어지는 공정을 구비할 수 있다.
(3). (1) to (3), wherein the grains are formed in such a manner that a line segment connecting lattice points close to each other becomes a grain boundary, and a single crystal is arranged in a lattice pattern.
본 발명의 한 실시예에서, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법은 아래와 같이 기술될 수 있다. In one embodiment of the present invention, a method for producing a non-catalytic low temperature substrate growth graphene can be described as follows.
(1). 기판층의 형상을 3차원적인 높낮이를 구비하도록 형성한다. 본 발명의 한 실시예에서, 필요 이외의 부분에 기판층이 형성되지 않도록 하기 위하여, 레지스트 마스크 등을 이용하여 제거해도 좋다.(One). The shape of the substrate layer is formed to have a three-dimensional height. In one embodiment of the present invention, a resist mask or the like may be used to remove the substrate layer from being formed at a portion other than the necessary portion.
(2). 기판층에 있어서 기판층의 특정 영역에 탄소-포함 가스의 농도를 높인다.(2). Thereby increasing the concentration of the carbon-containing gas in a specific region of the substrate layer in the substrate layer.
(3). ICP-CVD 를 수행한다. (3). ICP-CVD is performed.
(4). 그러면, 탄화수소 라디칼(hydrocarbon radicals)의 흡착(adsorb), 확산(diffuse) 및 기판의 표면 상에 핵으로 발생하게 되는 반 데르 발스 유형의 헤테로 에피 택셜 성장(heteroepitaxial growth)이, 상기 기판층의 특정 영역에서 그래핀으로 성장하게 된다. 즉, 기판층의 특정 영역이 그래핀의 성장의 개시 위치가 된다. (4). Then, adsorption, diffusions of hydrocarbon radicals, and heteroepitaxial growth of the van der Waals type nucleated on the surface of the substrate are induced in a certain region of the substrate layer To grow into graphene. That is, a specific region of the substrate layer serves as a starting position for the growth of graphene.
(5). 이대로 ICP-CVD를 계속 수행하면, 성장한 그래핀이 한층 더 성장한다. ICP-CVD를 유지한 채로 기판층의 특정 영역에 탄소-포함 가스의 농도를 높이므로, 이 때문에, 탄소는, 이미 성장을 끝낸 그래핀과 결정 구조를 이루도록 성장한다. 이때, 그래핀의 성장의 방향은, 기판층의 특정 영역에서 평행한 방향으로 그래핀이 성장하게 된다. (5). When the ICP-CVD is continuously performed in this way, the grown graphene grows further. Since the concentration of the carbon-containing gas is increased in a specific region of the substrate layer while ICP-CVD is maintained, carbon thus grows to form a crystal structure with already grown graphene. At this time, graphenes grow in a direction parallel to the specific region of the substrate layer.
(6). 최종적으로는 그래핀이, 3차원적인 높낮이를 구비하는 큰 결정립경을 실현할 수 있다, 로 구성되는 상기 (1) 내지 (6) 으로 이어지는 공정을 구비할 수 있다.
(6). (1) to (6), wherein graphene can finally realize a large crystal grain size having a three-dimensional height.
본 발명의 한 실시예에서, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법은 아래와 같이 기술될 수 있다. In one embodiment of the present invention, a method for producing a non-catalytic low temperature substrate growth graphene can be described as follows.
(1). 기판층의 형상을 3차원적인 높낮이를 구비하도록 형성한다. 본 발명의 한 실시예에서, 필요 이외의 부분에 기판층이 형성되지 않도록 하기 위하여, 레지스트 마스크 등을 이용하여 제거해도 좋다.(One). The shape of the substrate layer is formed to have a three-dimensional height. In one embodiment of the present invention, a resist mask or the like may be used to remove the substrate layer from being formed at a portion other than the necessary portion.
(2). 기판층에 있어서 기판층의 특정 영역에 탄소-포함 가스의 농도를 높인다.(2). Thereby increasing the concentration of the carbon-containing gas in a specific region of the substrate layer in the substrate layer.
(3). ICP-CVD 를 수행한다. (3). ICP-CVD is performed.
(4). 그러면, 탄화수소 라디칼(hydrocarbon radicals)의 흡착(adsorb), 확산(diffuse) 및 기판의 표면 상에 핵으로 발생하게 되는 반 데르 발스 유형의 성장 타입으로, 상기 기판층의 특정 영역에서 그래핀으로 성장하게 된다. 즉, 기판층의 특정 영역이 그래핀의 성장의 개시 위치가 된다. (4). It then grows into graphene in a specific region of the substrate layer in a growth type of Van der Waals type that is generated nuclei on the surface of the substrate, adsorbing, diffusing, and the like of hydrocarbon radicals do. That is, a specific region of the substrate layer serves as a starting position for the growth of graphene.
(5). 이대로 ICP-CVD를 계속 수행하면, 성장한 그래핀이 한층 더 성장한다. ICP-CVD를 유지한 채로 기판층의 특정 영역에 탄소-포함 가스의 농도를 높이므로, 이 때문에, 탄소는, 이미 성장을 끝낸 그래핀과 결정 구조를 이루도록 성장한다. 이때, 그래핀의 성장의 방향은, 기판층의 특정 영역에서 평행한 방향으로 그래핀이 성장하게 된다. (5). When the ICP-CVD is continuously performed in this way, the grown graphene grows further. Since the concentration of the carbon-containing gas is increased in a specific region of the substrate layer while ICP-CVD is maintained, carbon thus grows to form a crystal structure with already grown graphene. At this time, graphenes grow in a direction parallel to the specific region of the substrate layer.
(6). 최종적으로는 그래핀이, 3차원적인 높낮이를 구비하는 큰 결정립경을 실현할 수 있다, 로 구성되는 상기 (1) 내지 (6) 으로 이어지는 공정을 구비할 수 있다.
(6). (1) to (6), wherein graphene can finally realize a large crystal grain size having a three-dimensional height.
본 발명의 한 실시예에서, 탄소-포함 가스의 농도 분포를 설정하는 것은 탄소-포함 가스의 분압을 조절하여 설정할 수 있다. 본 발명의 한 실시예에서, 탄소-포함 가스의 분압은, 수소 가스에 탄소-포함 가스를 원하는 농도로 희석하면 조정이 가능하다. 또는, 본 발명의 한 실시예에서, 탄소-포함 가스의 분압은, 아르곤 가스에 탄소-포함 가스를 원하는 농도로 희석하면 조정이 가능하다. 또는, 본 발명의 한 실시예에서, 탄소-포함 가스의 분압은, 불활성 가스에 탄소-포함 가스를 원하는 농도로 희석하면 조정이 가능하다.In one embodiment of the present invention, the setting of the concentration distribution of the carbon-containing gas can be set by adjusting the partial pressure of the carbon-containing gas. In one embodiment of the invention, the partial pressure of the carbon-containing gas can be adjusted by diluting the carbon-containing gas to the desired concentration in the hydrogen gas. Alternatively, in one embodiment of the present invention, the partial pressure of the carbon-containing gas can be adjusted by diluting the carbon-containing gas to the desired concentration in the argon gas. Alternatively, in one embodiment of the present invention, the partial pressure of the carbon-containing gas can be adjusted by diluting the carbon-containing gas to the desired concentration in the inert gas.
본 발명의 한 실시예에서, 탄소-포함 가스는 수소와 같이 공급될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the carbon-containing gas may be supplied as hydrogen.
본 발명의 한 실시예에서, 탄소-포함 가스는 아르곤과 같이 공급될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the carbon-containing gas may be supplied as argon.
본 발명의 한 실시예에서, 탄소-포함 가스는 수소 및 아르곤과 같이 공급될 수 있다.
In one embodiment of the present invention, the carbon-containing gas may be supplied, such as hydrogen and argon.
본 발명의 한 실시예에서, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법에서 ICP-CVD 공정 이후에, 상기 형성된 그래핀에 대하여 냉각공정을 수행할 수 있다. 상기 냉각공정은 형성된 그래핀이 균일하게 성장하여 일정하게 배열될 수 있도록 하기 위한 방법으로서, 급격한 냉각은 그래핀의 균열 등을 야기할 수 있으므로, 일정 속도로 서서히 냉각시키는 것이 좋다. 예를 들자면, 자연 냉각 등의 방법을 사용하는 것도 가능하다. 상기 자연 냉각은 열처리에 사용된 열원을 단순히 제거한 것으로서, 이와 같이 열원의 제거만으로도 충분한 냉각 속도를 얻는 것이 가능하다.In one embodiment of the present invention, after the ICP-CVD process in the method of manufacturing the non-catalytic low-temperature substrate growth graphene, a cooling process may be performed on the formed graphene. The cooling step is a method for uniformly growing the formed graphenes so that the graphenes can be uniformly arranged. Since rapid cooling may cause cracking of the graphene, it is preferable that the cooling step is gradually cooled at a constant speed. For example, it is possible to use a method such as natural cooling. The natural cooling is obtained by simply removing the heat source used for the heat treatment. Thus, it is possible to obtain a sufficient cooling rate even by removing the heat source.
본 발명의 한 실시예에서, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법은 ICP-CVD 공정 이후, 형성된 그래핀에 대하여 냉각공정을 수행할 때, 아르곤 및 수소가스가 상기 냉각공정에서 공급될 수 있다.
In one embodiment of the present invention, the method of producing a non-catalytic low temperature substrate growth graphene, after the ICP-CVD process, when performing a cooling process on the formed graphene, argon and hydrogen gas may be supplied in the cooling process .
본 발명의 한 실시예에서, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법은 상기 탄소-포함 가스와 함께 환원가스를 더 공급하는 것을 포함하는 것일 수 있다. 예를 들어, 상기 환원가스는 수소, 헬륨, 아르곤, 또는 질소를 포함하는 것일 수 있다.
In an embodiment of the present invention, the method of manufacturing the non-catalytic low temperature substrate growth graphene may further comprise supplying a reducing gas together with the carbon-containing gas. For example, the reducing gas may comprise hydrogen, helium, argon, or nitrogen.
본 발명의 한 실시예에서, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법에서, 그래핀의 층수는 수(several) 층 내지 50 층을 구비할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 상기 그래핀 층수를 구비하기 위한 ICP-CVD 공정은 1 회 이상 수행되는 것을 의미한다.In one embodiment of the present invention, in the method of manufacturing the non-catalytic low temperature substrate growth graphene, the number of graphene layers may be several to fifty layers, but is not limited thereto. The ICP-CVD process for providing the graphene layer number is performed at least once.
본 발명의 한 실시예에서, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법에서, 그래핀의 층수는 수(several) 층 내지 50 층을 구비할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 상기 그래핀 층수를 구비하기 위한 ICP-CVD 공정 및 냉각공정은 1 회 이상 수행되는 것을 의미한다.In one embodiment of the present invention, in the method of manufacturing the non-catalytic low temperature substrate growth graphene, the number of graphene layers may be several to fifty layers, but is not limited thereto. The ICP-CVD process and the cooling process for providing the number of graphene layers are performed one or more times.
본 발명의 한 실시예에서, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법에서, 탄소-포함 가스는 탄화수소(hydrocarbon)를 포함하는 것을 의미한다.
In one embodiment of the present invention, in the method of making the non-catalytic low temperature substrate growth graphene, the carbon-containing gas means containing hydrocarbon.
본 발명의 한 실시예에서, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법에서, 탄소-포함 가스는 CH4 가스를 의미할 수 있다.In one embodiment of the present invention, non-catalytic low temperature growth substrate Yes method of manufacturing a pin, a carbon-containing gas may signify a CH 4 gas.
본 발명의 한 실시예에서, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법에서, 탄소-포함 가스는 CH4 및 Ar 가스 의 혼합을 의미할 수 있다.In one embodiment of the present invention, in the method of making the non-catalytic low temperature substrate growth graphene, the carbon-containing gas may mean a mixture of CH 4 and Ar gas.
본 발명의 한 실시예에서, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법에서, 탄소-포함 가스는 탄소-포함 가스 스트림(gas stream)을 의미할 수 있다.
In one embodiment of the present invention, in the method of making the non-catalytic low temperature substrate growth graphene, the carbon-containing gas may mean a carbon-containing gas stream.
본 발명의 한 실시예에서, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법에서, ICP-CVD 장치의 챔버 내에서 탄소-포함 가스는 상기 탄소-포함 가스만 존재하거나, 또는 아르곤, 헬륨, 등과 같은 불활성 가스와 함께 존재하는 것도 가능하다. 또한, 본 발명의 한 실시예에서, 탄소-포함 가스는 상기 탄소-포함 가스와 더불어 수소를 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, in the method of manufacturing the non-catalytic low temperature substrate growth graphene, the carbon-containing gas in the chamber of the ICP-CVD apparatus is only present in the carbon-containing gas or inert It is also possible to exist with the gas. Further, in one embodiment of the present invention, the carbon-containing gas may comprise hydrogen in addition to the carbon-containing gas.
본 발명의 한 실시예에서, 탄소-포함 가스는 탄소를 포함하는 화합물과 더불어 수소를 포함하는 것을 의미할 수 있다. 더하여 아르곤, 헬륨, 등과 같은 불활성 가스와 함께 존재하는 것도 가능하다.In one embodiment of the present invention, the carbon-containing gas may be meant to include hydrogen in addition to the compound comprising carbon. In addition, it may be present together with an inert gas such as argon, helium, and the like.
본 발명의 한 실시예에서, 탄소-포함 가스는 활성화 탄소를 형성시킬 수 있는 가스와 더불어 수소를 포함하는 것을 의미할 수 있다. 더하여 아르곤, 헬륨, 등과 같은 불활성 가스와 함께 존재하는 것도 가능하다.In one embodiment of the present invention, the carbon-containing gas may mean containing hydrogen along with a gas capable of forming activated carbon. In addition, it may be present together with an inert gas such as argon, helium, and the like.
본 발명의 한 실시예에서, 탄소-포함 가스는 탄소를 포함하는 화합물과 더불어 아르곤, 헬륨, 등과 같은 불활성 가스를 포함하는 것을 의미할 수 있다. In one embodiment of the present invention, the carbon-containing gas may be meant to include an inert gas such as argon, helium, etc., in addition to the compound comprising carbon.
본 발명의 한 실시예에서, 탄소-포함 가스는 활성화 탄소를 형성시킬 수 있는 가스와 더불어 아르곤, 헬륨, 등과 같은 불활성 가스를 포함하는 것을 의미할 수 있다. In one embodiment of the invention, the carbon-containing gas may be meant to include an inert gas, such as argon, helium, etc., along with a gas capable of forming activated carbon.
본 발명의 한 실시예에서, 탄소-포함 가스는 탄화수소(hydrocarbon) 가스와 더불어 아르곤, 헬륨, 등과 같은 불활성 가스를 포함하는 것을 의미할 수 있다.
In one embodiment of the present invention, the carbon-containing gas may mean containing an inert gas such as argon, helium, etc. in addition to the hydrocarbon gas.
본 발명의 한 실시예에서, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법은, 기판층의 크기를 자유롭게 조절함으로써 대면적의 그래핀이 구비될 수 있다. 또한 탄소-포함 가스가 기상으로 공급되어(가스상태로 공급되어) 기판층의 형상에 대한 제약이 존재하지 않으므로, 다양한 형태의 그래핀이 구비될 수 있다. 예를들어, 3 차원 입체 형상을 갖는 그래핀도 구비될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the method of manufacturing the non-catalytic low-temperature substrate growth graphene can be provided with a large-area graphene by freely adjusting the size of the substrate layer. In addition, since the carbon-containing gas is supplied in a gaseous state (supplied in a gaseous state) and there is no restriction on the shape of the substrate layer, various types of graphenes can be provided. For example, graphene having a three-dimensional solid shape may also be provided.
본 발명의 한 실시예에서, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법은 ICP-CVD 수행 시간을 조절하여 그래핀의 두께를 제어할 수 있다.
In one embodiment of the present invention, the method of manufacturing the non-catalytic low temperature substrate growth graphene can control the thickness of the graphene by controlling the ICP-CVD execution time.
본 발명의 한 실시예에서, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법은, 기판상에 기판층을 구비, 그 이후, 500℃ 이하의 저온에서 탄소-포함 가스를 공급하고 유도결합플라즈마 화학기상증착(Inductively Coupled Plasma-Chemical Vapor Deposition; ICP-CVD)을 수행하여, 탄화수소 라디칼(hydrocarbon radicals)의 흡착(adsorb), 확산(diffuse) 및 기판의 표면 상에 핵으로 발생하게 되는 반 데르 발스 유형의 헤테로 에피 택셜 성장(heteroepitaxial growth) 타입으로, 촉매층을 구비하지 않은 상태로 기판상에 그래핀을 성장시키는 것; 을 특징으로 하는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법을 구비한다.In one embodiment of the present invention, a method of making a non-catalytic low temperature substrate growth graphene comprises providing a substrate layer on a substrate, thereafter supplying a carbon-containing gas at a low temperature of 500 DEG C or less, and performing an inductively coupled plasma chemical vapor deposition (Inductively Coupled Plasma-Chemical Vapor Deposition (ICP-CVD)) is performed to adsorb, diffuse, and diffuse the hydrocarbon radicals, and the van der Waals type hetero Heteroepitaxial growth type growth of graphene on a substrate in the absence of a catalyst layer; The method comprising the steps of:
본 발명의 한 실시예에서, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법은, 기판상에 기판층을 구비, 그 이후, 500℃ 이하의 저온에서 탄소-포함 가스를 공급하고 유도결합플라즈마 화학기상증착(Inductively Coupled Plasma-Chemical Vapor Deposition; ICP-CVD)을 수행하여, 탄화수소 라디칼(hydrocarbon radicals)의 흡착(adsorb), 확산(diffuse) 및 기판의 표면 상에 핵으로 발생하게 되는 반 데르 발스 유형의 성장 타입으로, 촉매층을 구비하지 않은 상태로 기판상에 그래핀을 성장시키는 것; 을 특징으로 하는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법을 구비한다.
In one embodiment of the present invention, a method of making a non-catalytic low temperature substrate growth graphene comprises providing a substrate layer on a substrate, thereafter supplying a carbon-containing gas at a low temperature of 500 DEG C or less, and performing an inductively coupled plasma chemical vapor deposition (ICP-CVD) is performed to induce adsorption, diffusion of hydrocarbon radicals, and growth of van der Waals type nucleation on the surface of the substrate. Growing graphene on a substrate in the absence of a catalyst layer; The method comprising the steps of:
본 발명의 한 실시예에서, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법에서, 기판은 하나 이상의 Piezo(피에조)물질, 자성입자, 전하를갖는입자, 중 선택되는 것을 구비한 이후, 초박막을 구비한 기판을 의미할 수 있다.In one embodiment of the present invention, in the method of manufacturing a non-catalytic low temperature substrate growth graphene, the substrate is provided with one or more Piezo material, magnetic particles, particles having charge, Substrate. ≪ / RTI >
본 발명의 한 실시예에서, Piezo(피에조)는 역압전효과(converse piezoelectric effect)를 의미한다. 즉 전기장을 가해주면 기계적인 변형이 일어난다.
In one embodiment of the invention, Piezo refers to the converse piezoelectric effect. That is, mechanical deformation occurs when an electric field is applied.
본 발명의 한 실시예에서, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법은In one embodiment of the present invention, a method of making a non-catalytic low temperature substrate growth graphene
a. 기판을 증착 챔버 내로 로딩(loading)하여 상기 기판상에 기판층을 형성하는 단계; 및a. Loading a substrate into a deposition chamber to form a substrate layer on the substrate; And
b. 상기 기판을 ICP-CVD 챔버 내로 로딩하고 탄소-포함 가스를 공급하여 ICP-CVD 에 의하여 무촉매 저온 기판 성장 그래핀을 형성하는 단계; 를 포함하되,b. Loading the substrate into an ICP-CVD chamber and supplying a carbon-containing gas to form a non-catalytic low temperature substrate growth graphene by ICP-CVD; , ≪ / RTI &
c. 상기 기판은 로드-잠금 챔버(load-locked chamber)를 이용하여 상기 증착 챔버 및 ICP-CVD 챔버 내로 순차적으로 로딩되는 것; 을 특징으로 하는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법을 구비한다. 더하여 본 발명의 한 실시예에서, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀을 냉각하는 단계를 추가 포함할 수 있다.
c. Wherein the substrate is sequentially loaded into the deposition chamber and the ICP-CVD chamber using a load-locked chamber; The method comprising the steps of: In addition, in one embodiment of the present invention, the method may further comprise cooling the non-catalytic low temperature substrate growth graphene.
본 발명의 한 실시예에서, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법은In one embodiment of the present invention, a method of making a non-catalytic low temperature substrate growth graphene
a. 기판을 증착 챔버 내로 로딩(loading)하여 상기 기판상에 기판층을 형성하는 단계; 및a. Loading a substrate into a deposition chamber to form a substrate layer on the substrate; And
b. 상기 기판을 선택적 식각을 수행하기 위한 챔버들 내로 순차적으로 로딩하여 상기 기판에 형성된 기판층을 선택적 식각하는 단계; 및b. Selectively etching the substrate layer formed on the substrate by sequentially loading the substrate into chambers for performing selective etching; And
c. 상기 기판을 ICP-CVD 챔버 내로 로딩하고 탄소-포함 가스를 공급하여 ICP-CVD 에 의하여 무촉매 저온 기판 성장 그래핀을 형성하는 단계; 를 포함하되,c. Loading the substrate into an ICP-CVD chamber and supplying a carbon-containing gas to form a non-catalytic low temperature substrate growth graphene by ICP-CVD; , ≪ / RTI &
d. 상기 기판은 로드-잠금 챔버(load-locked chamber)를 이용하여 순차적으로 로딩되는 것; 을 특징으로 하는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법을 구비한다. 더하여 본 발명의 한 실시예에서, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀을 냉각하는 단계를 추가 포함할 수 있다.d. The substrate being sequentially loaded using a load-locked chamber; The method comprising the steps of: In addition, in one embodiment of the present invention, the method may further comprise cooling the non-catalytic low temperature substrate growth graphene.
본 발명의 한 실시예에서, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법은In one embodiment of the present invention, a method of making a non-catalytic low temperature substrate growth graphene
a. 기판을 증착 챔버 내로 로딩(loading)하여 상기 기판상에 기판층을 형성하는 단계; 및a. Loading a substrate into a deposition chamber to form a substrate layer on the substrate; And
b. 상기 기판을 CMP 챔버 내로 로딩하여 상기 기판에 형성된 기판층에 CMP 공정을 수행하는 단계; 및b. Loading the substrate into a CMP chamber and performing a CMP process on the substrate layer formed on the substrate; And
c. 상기 기판을 ICP-CVD 챔버 내로 로딩하고 탄소-포함 가스를 공급하여 ICP-CVD 에 의하여 무촉매 저온 기판 성장 그래핀을 형성하는 단계; 를 포함하되,c. Loading the substrate into an ICP-CVD chamber and supplying a carbon-containing gas to form a non-catalytic low temperature substrate growth graphene by ICP-CVD; , ≪ / RTI &
d. 상기 기판은 로드-잠금 챔버(load-locked chamber)를 이용하여 순차적으로 로딩되는 것; 을 특징으로 하는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법을 구비한다. 더하여 본 발명의 한 실시예에서, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀을 냉각하는 단계를 추가 포함할 수 있다.d. The substrate being sequentially loaded using a load-locked chamber; The method comprising the steps of: In addition, in one embodiment of the present invention, the method may further comprise cooling the non-catalytic low temperature substrate growth graphene.
본 발명의 한 실시예에서, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법은In one embodiment of the present invention, a method of making a non-catalytic low temperature substrate growth graphene
a. 기판을 증착 챔버 내로 로딩(loading)하여 상기 기판상에 기판층을 형성하는 단계; 및a. Loading a substrate into a deposition chamber to form a substrate layer on the substrate; And
b. 상기 기판을 CMP 챔버 내로 로딩하여 상기 기판에 형성된 기판층에 CMP 공정을 수행하는 단계; 및b. Loading the substrate into a CMP chamber and performing a CMP process on the substrate layer formed on the substrate; And
c. 상기 기판을 선택적 식각을 수행하기 위한 챔버들 내로 순차적으로 로딩하여 상기 기판에 형성된 기판층을 선택적 식각하는 단계; 및c. Selectively etching the substrate layer formed on the substrate by sequentially loading the substrate into chambers for performing selective etching; And
d. 상기 기판을 ICP-CVD 챔버 내로 로딩하고 탄소-포함 가스를 공급하여 ICP-CVD 에 의하여 무촉매 저온 기판 성장 그래핀을 형성하는 단계; 를 포함하되,d. Loading the substrate into an ICP-CVD chamber and supplying a carbon-containing gas to form a non-catalytic low temperature substrate growth graphene by ICP-CVD; , ≪ / RTI &
e. 상기 기판은 로드-잠금 챔버(load-locked chamber)를 이용하여 순차적으로 로딩되는 것; 을 특징으로 하는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법을 구비한다. 더하여 본 발명의 한 실시예에서, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀을 냉각하는 단계를 추가 포함할 수 있다.e. The substrate being sequentially loaded using a load-locked chamber; The method comprising the steps of: In addition, in one embodiment of the present invention, the method may further comprise cooling the non-catalytic low temperature substrate growth graphene.
본 발명의 한 실시예에서, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법은 여러 단계들을 추가 포함할 수 있으나, 기본적으로 기판층을 구비, 500℃ 이하의 저온에서 탄소-포함 가스를 공급하고 유도결합플라즈마 화학기상증착(ICP-CVD)을 수행하여, 탄화수소 라디칼(hydrocarbon radicals)의 흡착(adsorb), 확산(diffuse) 및 기판의 표면 상에 핵으로 발생하게 되는 반 데르 발스 유형의 헤테로 에피 택셜 성장(heteroepitaxial growth) 타입으로, 촉매층을 구비하지 않은 상태로 기판상에 그래핀을 성장시키는 단계를 수행하는 것이다.
In one embodiment of the present invention, the method of manufacturing a non-catalytic low temperature substrate growth graphene may additionally comprise several steps, but it may be advantageous to provide a carbon-containing gas at a low temperature, Plasma chemical vapor deposition (ICP-CVD) is performed to adsorb, diffuse, and nucleate hydrocarbon radicals and nucleate heteroepitaxial growth of Van der Waals type heterepepitaxial growth type graphene grown on a substrate without a catalyst layer.
본 발명의 한 실시예에서, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법은 여러 단계들을 추가 포함할 수 있으나, 기본적으로 기판층을 구비, 500℃ 이하의 저온에서 탄소-포함 가스를 공급하고 유도결합플라즈마 화학기상증착(ICP-CVD)을 수행하여, 탄화수소 라디칼(hydrocarbon radicals)의 흡착(adsorb), 확산(diffuse) 및 기판의 표면 상에 핵으로 발생하게 되는 반 데르 발스 유형의 성장 타입으로, 촉매층을 구비하지 않은 상태로 기판상에 그래핀을 성장시키는 단계를 수행하는 것이다.In one embodiment of the present invention, the method of manufacturing a non-catalytic low temperature substrate growth graphene may additionally comprise several steps, but it is also possible to provide a carbon-containing gas at a low temperature, The plasma enhanced chemical vapor deposition (ICP-CVD) is carried out to form a van der Waals type growth type that is generated nuclei on the surface of the substrate by adsorbing, diffusing and hydrocarbyl radicals. And growing graphene on the substrate without providing the graphene.
''--'' -
본 발명의 한 실시예에서, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법은In one embodiment of the present invention, a method of making a non-catalytic low temperature substrate growth graphene
a. 기판 구비 그 이후, a. With the substrate thereafter,
b. 500℃ 이하의 온도에서 탄소-포함 가스를 공급하고 유도결합플라즈마 화학기상증착(Inductively Coupled Plasma-Chemical Vapor Deposition; ICP-CVD)을 수행하되, b. A carbon-containing gas is supplied at a temperature of 500 ° C or lower and an inductively coupled plasma-chemical vapor deposition (ICP-CVD) is performed,
c. 탄화수소 라디칼(hydrocarbon radicals)의 흡착(adsorb), 확산(diffuse) 및 기판의 표면 상에 핵으로 발생하게 되는 반 데르 발스 유형의 헤테로 에피 택셜 성장(heteroepitaxial growth) 타입으로, 촉매층을 구비하지 않은 상태로 기판상에 그래핀을 성장시키는 것; 을 c. In the heteroepitaxial growth type of van der Waals type which is generated nuclei on the surface of the substrate by adsorbing and diffusing the hydrocarbon radicals, Growing graphene on a substrate; of
특징으로 하는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법을 구비한다.
The present invention also provides a method for manufacturing a non-catalytic low-temperature substrate growth graphene.
본 발명의 한 실시예에서, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법에서, 탄소-포함 가스 공급은, 기판층에 있어서 탄소-포함 가스의 농도 분포를 불균일하게 구성하여, 그래핀의 성장의 개시점과 방향을 제어하여, 그래핀의 큰 결정을 실현하는 것; 을 특징으로 한다.
In one embodiment of the present invention, in the method of producing a non-catalytic low temperature substrate growth graphene, the carbon-containing gas supply is configured to nonuniformly distribute the concentration distribution of the carbon-containing gas in the substrate layer, Controlling the viewpoint and direction to realize a large crystal of graphene; .
본 발명의 한 실시예에서, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법에서, 탄소-포함 가스 공급은, 기판층의 특정 영역은 탄소-포함 가스의 농도가 낮도록 구성하고, 기판층의 특정 영역은 탄소-포함 가스의 농도가 높도록 구성하여, 그래핀의 성장의 개시 위치를 조절하는 것; 을 특징으로 한다.
In one embodiment of the present invention, in the method of manufacturing a non-catalytic low temperature substrate growth graphene, the carbon-containing gas supply is configured such that a specific region of the substrate layer is configured to have a low concentration of carbon- Adjusting the starting position of the growth of graphene by configuring the concentration of carbon-containing gas to be high; .
본 발명의 한 실시예에서, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법에서, 탄소-포함 가스 공급은 기판층에 있어서 탄소-포함 가스의 농도 분포 가운데, 기판의 표면에 평행한 방향의 농도 분포를 불균일하게 함에 따라서, 상기 기판의 표면에 평행한 방향으로 그래핀을 성장시키는 것; 을 특징으로 한다.
In one embodiment of the present invention, in the method of manufacturing the non-catalytic low-temperature substrate growth graphene, the carbon-containing gas supply has a concentration distribution in a direction parallel to the surface of the substrate among the concentration distribution of the carbon- Growing the graphene in a direction parallel to the surface of the substrate in accordance with non-uniformity; .
본 발명의 한 실시예에서, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법은, 아래의 <A>로 기술된 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법을 구비한다.In one embodiment of the present invention, a method of making a non-catalytic low temperature substrate growth graphene comprises the method of producing an uncatalyzed low temperature substrate growth graphene described in <A> below.
<A><A>
탄소-포함 가스 공급은 기판층에 있어서 탄소-포함 가스의 농도 분포 가운데, 기판의 표면에 평행한 방향의 농도 분포를 불균일하게 함에 따라서, 상기 기판의 표면에 평행한 방향으로 그래핀을 성장시키는 것; 을 특징으로 하는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법.
The carbon-containing gas supply is performed by growing the graphene in a direction parallel to the surface of the substrate as the concentration distribution in the direction parallel to the surface of the substrate becomes uneven in the concentration distribution of the carbon-containing gas in the substrate layer ; Wherein the method comprises the steps of:
본 발명의 한 실시예에서, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법은, In one embodiment of the present invention, a method of making a non-catalytic low temperature substrate growth graphene comprises:
a. 기판을 증착 챔버 내로 로딩(loading)하여 상기 기판에 기판층을 형성하는 단계; 및a. Loading a substrate into a deposition chamber to form a substrate layer on the substrate; And
b. 상기 기판을 ICP-CVD 챔버 내로 로딩하고 탄소-포함 가스를 공급하여 ICP-CVD에 의하여 무촉매 저온 기판 성장 그래핀을 형성하는 단계; 를 포함하되,b. Loading the substrate into an ICP-CVD chamber and supplying a carbon-containing gas to form a non-catalytic low temperature substrate growth graphene by ICP-CVD; , ≪ / RTI &
c. 상기 기판은 로드-잠금 챔버(load-locked chamber)를 이용하여 상기 증착 챔버 및 ICP-CVD 챔버 내로 순차적으로 로딩되는 것; 을 특징으로 하는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법을 구비한다. 본 발명의 한 실시예에서, 본 발명은 상기 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법을 수행한 이후, 기판상에 성장된 그래핀을 냉각하는 단계를 추가 포함하는 것; 을 특징으로 하는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법을 구비한다.
c. Wherein the substrate is sequentially loaded into the deposition chamber and the ICP-CVD chamber using a load-locked chamber; The method comprising the steps of: In one embodiment of the present invention, the present invention further comprises a step of cooling the grown graphene on the substrate after performing the method of manufacturing the non-catalytic low temperature substrate growth graphene; The method comprising the steps of:
본 발명의 한 실시예에서, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법은, In one embodiment of the present invention, a method of making a non-catalytic low temperature substrate growth graphene comprises:
a. 기판을 증착 챔버 내로 로딩(loading)하여 상기 기판에 기판층을 형성하는 단계; 및a. Loading a substrate into a deposition chamber to form a substrate layer on the substrate; And
b. 상기 기판을 선택적 식각을 수행하기 위한 챔버들 내로 순차적으로 로딩하여 상기 기판에 형성된 기판층을 선택적 식각하는 단계; 및b. Selectively etching the substrate layer formed on the substrate by sequentially loading the substrate into chambers for performing selective etching; And
c. 상기 기판을 ICP-CVD 챔버 내로 로딩하고 탄소-포함 가스를 공급하여 ICP-CVD 에 의하여 무촉매 저온 기판 성장 그래핀을 형성하는 단계; 를 포함하되,c. Loading the substrate into an ICP-CVD chamber and supplying a carbon-containing gas to form a non-catalytic low temperature substrate growth graphene by ICP-CVD; , ≪ / RTI &
d. 상기 기판은 로드-잠금 챔버(load-locked chamber)를 이용하여 순차적으로 로딩되는 것; 을 특징으로 하는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법을 구비한다. 본 발명의 한 실시예에서, 본 발명은 상기 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법을 수행한 이후, 기판상에 성장된 그래핀을 냉각하는 단계를 추가 포함하는 것; 을 특징으로 하는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법을 구비한다.
d. The substrate being sequentially loaded using a load-locked chamber; The method comprising the steps of: In one embodiment of the present invention, the present invention further comprises a step of cooling the grown graphene on the substrate after performing the method of manufacturing the non-catalytic low temperature substrate growth graphene; The method comprising the steps of:
본 발명의 한 실시예에서, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법은, In one embodiment of the present invention, a method of making a non-catalytic low temperature substrate growth graphene comprises:
a. 기판을 증착 챔버 내로 로딩(loading)하여 상기 기판에 기판층을 형성하는 단계; 및a. Loading a substrate into a deposition chamber to form a substrate layer on the substrate; And
b. 상기 기판을 CMP 챔버 내로 로딩하여 상기 기판에 형성된 기판층에 CMP 공정을 수행하는 단계; 및b. Loading the substrate into a CMP chamber and performing a CMP process on the substrate layer formed on the substrate; And
c. 상기 기판을 ICP-CVD 챔버 내로 로딩하고 탄소-포함 가스를 공급하여 ICP-CVD 에 의하여 무촉매 저온 기판 성장 그래핀을 형성하는 단계; 를 포함하되,c. Loading the substrate into an ICP-CVD chamber and supplying a carbon-containing gas to form a non-catalytic low temperature substrate growth graphene by ICP-CVD; , ≪ / RTI &
d. 상기 기판은 로드-잠금 챔버(load-locked chamber)를 이용하여 순차적으로 로딩되는 것; 을 특징으로 하는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법을 구비한다. 본 발명의 한 실시예에서, 본 발명은 상기 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법을 수행한 이후, 기판상에 성장된 그래핀을 냉각하는 단계를 추가 포함하는 것; 을 특징으로 하는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법을 구비한다.
d. The substrate being sequentially loaded using a load-locked chamber; The method comprising the steps of: In one embodiment of the present invention, the present invention further comprises a step of cooling the grown graphene on the substrate after performing the method of manufacturing the non-catalytic low temperature substrate growth graphene; The method comprising the steps of:
본 발명의 한 실시예에서, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법은, In one embodiment of the present invention, a method of making a non-catalytic low temperature substrate growth graphene comprises:
a. 기판을 증착 챔버 내로 로딩(loading)하여 상기 기판에 기판층을 형성하는 단계; 및a. Loading a substrate into a deposition chamber to form a substrate layer on the substrate; And
b. 상기 기판을 CMP 챔버 내로 로딩하여 상기 기판에 형성된 기판층에 CMP 공정을 수행하는 단계; 및b. Loading the substrate into a CMP chamber and performing a CMP process on the substrate layer formed on the substrate; And
c. 상기 기판을 선택적 식각을 수행하기 위한 챔버들 내로 순차적으로 로딩하여 상기 기판에 형성된 기판층을 선택적 식각하는 단계; 및c. Selectively etching the substrate layer formed on the substrate by sequentially loading the substrate into chambers for performing selective etching; And
d. 상기 기판을 ICP-CVD 챔버 내로 로딩하고 탄소-포함 가스를 공급하여 ICP-CVD 에 의하여 무촉매 저온 기판 성장 그래핀을 형성하는 단계; 를 포함하되,d. Loading the substrate into an ICP-CVD chamber and supplying a carbon-containing gas to form a non-catalytic low temperature substrate growth graphene by ICP-CVD; , ≪ / RTI &
e. 상기 기판은 로드-잠금 챔버(load-locked chamber)를 이용하여 순차적으로 로딩되는 것; 을 특징으로 하는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법을 구비한다. 본 발명의 한 실시예에서, 본 발명은 상기 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법을 수행한 이후, 기판상에 성장된 그래핀을 냉각하는 단계를 추가 포함하는 것; 을 특징으로 하는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법을 구비한다.
e. The substrate being sequentially loaded using a load-locked chamber; The method comprising the steps of: In one embodiment of the present invention, the present invention further comprises a step of cooling the grown graphene on the substrate after performing the method of manufacturing the non-catalytic low temperature substrate growth graphene; The method comprising the steps of:
본 발명의 한 실시예에서, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법은, 기판상에 성장된 그래핀을 냉각하는 단계를 추가 포함하는 것; 을 특징으로 하는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법을 구비한다.In one embodiment of the present invention, a method of manufacturing a non-catalytic low temperature substrate growth graphene further comprises cooling the graphene grown on the substrate; The method comprising the steps of:
본 발명의 한 실시예에서, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법에서, 그래핀을 성장시키는 것은 롤투롤 공정에 의하여 수행되는 것; 을 특징으로 한다.
In one embodiment of the present invention, in the method of making a non-catalytic low-temperature substrate growth graphene, growing graphene is performed by a roll-to-roll process; .
본 발명의 한 실시예에서, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법은, In one embodiment of the present invention, a method of making a non-catalytic low temperature substrate growth graphene comprises:
a. 기판에 기판층을 형성하는 단계, 및a. Forming a substrate layer on the substrate, and
b. 기판층에 있어서 탄소-포함 가스의 농도 분포를 균일하게 구성하는 단계, 및b. Uniformly configuring the concentration distribution of the carbon-containing gas in the substrate layer, and
c. ICP-CVD를 수행하는 단계, 및c. Performing ICP-CVD, and
d. 탄화수소 라디칼(hydrocarbon radicals)의 흡착(adsorb), 확산(diffuse) 및 기판의 표면 상에 핵으로 발생하게 되는 반 데르 발스 유형의 헤테로 에피 택셜 성장(heteroepitaxial growth) 타입으로, 촉매층을 구비하지 않은 상태로 기판상에 그래핀을 성장시키는 단계; 를d. In the heteroepitaxial growth type of van der Waals type which is generated nuclei on the surface of the substrate by adsorbing and diffusing the hydrocarbon radicals, Growing graphene on a substrate; To
구비하는 것을 특징으로 하는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법을 구비한다.
The method comprising the steps of: preparing a substrate;
본 발명의 한 실시예에서, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법은, In one embodiment of the present invention, a method of making a non-catalytic low temperature substrate growth graphene comprises:
a. 기판에 기판층을 형성하는 단계, 및a. Forming a substrate layer on the substrate, and
b. 기판층에 있어서 기판층의 특정 영역에 탄소-포함 가스의 농도를 높이는 단계, 및b. Increasing the concentration of the carbon-containing gas in a specific region of the substrate layer in the substrate layer, and
c. ICP-CVD를 수행하는 단계, 및c. Performing ICP-CVD, and
d. 탄화수소 라디칼(hydrocarbon radicals)의 흡착(adsorb), 확산(diffuse) 및 기판의 표면 상에 핵으로 발생하게 되는 반 데르 발스 유형의 헤테로 에피 택셜 성장(heteroepitaxial growth) 타입으로, 상기 기판층의 특정 영역이 그래핀의 성장의 개시 위치가 되는 단계, 및 d. In a heteroepitaxial growth type of Van der Waals type nucleation on the surface of the substrate, adsorbing, diffusing, and the like of hydrocarbon radicals, a specific region of the substrate layer The starting position of growth of graphene, and
e. 그래핀의 성장 방향은, 기판층의 특정 영역에서 평행한 방향으로 그래핀이 성장하게 되는 단계, 및 e. The growth direction of graphene is such that graphene grows in a parallel direction in a specific region of the substrate layer, and
f. 최종적으로는 그래핀이, 큰 결정을 형성하는 단계; 를f. Finally, graphene forms a large crystal; To
구비하는 것을 특징으로 하는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법을 구비한다.
The method comprising the steps of: preparing a substrate;
본 발명의 한 실시예에서, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법은, In one embodiment of the present invention, a method of making a non-catalytic low temperature substrate growth graphene comprises:
a. 기판에 기판층을 형성하는 단계, 및a. Forming a substrate layer on the substrate, and
b. 기판층에 있어서 탄소-포함 가스의 농도 분포를 균일하게 구성하는 단계, 및b. Uniformly configuring the concentration distribution of the carbon-containing gas in the substrate layer, and
c. ICP-CVD를 수행하는 단계, 및c. Performing ICP-CVD, and
d. 탄화수소 라디칼(hydrocarbon radicals)의 흡착(adsorb), 확산(diffuse) 및 기판의 표면 상에 핵으로 발생하게 되는 반 데르 발스 유형의 성장 타입으로, 촉매층을 구비하지 않은 상태로 기판상에 그래핀을 성장시키는 단계; 를d. Graphene is grown on a substrate in the form of van der Waals-type growth that occurs by adsorbing, diffusing, and nucleating hydrocarbon radicals on the surface of the substrate. ; To
구비하는 것을 특징으로 하는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법을 구비한다.
The method comprising the steps of: preparing a substrate;
본 발명의 한 실시예에서, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법은, In one embodiment of the present invention, a method of making a non-catalytic low temperature substrate growth graphene comprises:
a. 기판에 기판층을 형성하는 단계, 및a. Forming a substrate layer on the substrate, and
b. 기판층에 있어서 기판층의 특정 영역에 탄소-포함 가스의 농도를 높이는 단계, 및b. Increasing the concentration of the carbon-containing gas in a specific region of the substrate layer in the substrate layer, and
c. ICP-CVD를 수행하는 단계, 및c. Performing ICP-CVD, and
d. 탄화수소 라디칼(hydrocarbon radicals)의 흡착(adsorb), 확산(diffuse) 및 기판의 표면 상에 핵으로 발생하게 되는 반 데르 발스 유형의 성장 타입으로, 상기 기판층의 특정 영역이 그래핀의 성장의 개시 위치가 되는 단계, 및 d. In a growth type of van der Waals type that occurs naturally on the surface of the substrate, adsorbing, diffusing, and hydrocarbyl radicals, a specific region of the substrate layer is formed at the starting position of graphene growth ; And
e. 그래핀의 성장 방향은, 기판층의 특정 영역에서 평행한 방향으로 그래핀이 성장하게 되는 단계, 및 e. The growth direction of graphene is such that graphene grows in a parallel direction in a specific region of the substrate layer, and
f. 최종적으로는 그래핀이, 큰 결정을 형성하는 단계; 를f. Finally, graphene forms a large crystal; To
구비하는 것을 특징으로 하는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법을 구비한다.
The method comprising the steps of: preparing a substrate;
본 발명의 한 실시예에서, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법에서, 탄소-포함 가스의 공급은 ICP-CVD를 수행하기 이전에 먼저 수행 될 수 있으며, 따라서, 본 발명은 탄소-포함 가스의 공급이 수행되는 도중에 ICP-CVD를 수행하는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법을 구비할 수 있다.In one embodiment of the present invention, in the method of making a non-catalytic low temperature substrate growth graphene, the supply of the carbon-containing gas may be performed prior to performing the ICP-CVD, The method comprising the steps of: performing ICP-CVD during the supply of the non-catalyst low temperature substrate growth grains.
본 발명의 한 실시예에서, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법에서, 탄소-포함 가스의 공급은 ICP-CVD를 수행한 이후에 수행 될 수 있으며, 따라서, 본 발명은 ICP-CVD를 수행하는 도중에 탄소-포함 가스의 공급을 수행하는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법을 구비할 수 있다.
In one embodiment of the present invention, in the method of manufacturing the non-catalytic low temperature substrate growth grains, the supply of the carbon-containing gas may be performed after performing the ICP-CVD, Catalyst-free low-temperature substrate growth graphene, which performs the supply of the carbon-containing gas on the way.
본 발명의 한 실시예에서, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법은, 기판의 표면에 직접 접하는 그래핀을 냉각하는 단계를 추가 포함하는 것; 을 특징으로 하는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법을 구비한다.
In one embodiment of the present invention, a method for manufacturing a non-catalytic low temperature substrate growth graphene further comprises cooling the graphene directly contacting the surface of the substrate; The method comprising the steps of:
본 발명의 한 실시예에서, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법은, In one embodiment of the present invention, a method of making a non-catalytic low temperature substrate growth graphene comprises:
기판의 표면에 평행한 제1의 방향으로 성장하고, 해당 표면에 직접 접하는 선상 그래핀을, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법에 의해 제조하며,Linear graphenes which grow in a first direction parallel to the surface of the substrate and are in direct contact with the surface of the graphene are produced by a process for producing a noncatalyst low temperature substrate growth graphene,
상기 선상 그래핀으로부터 상기 표면에 평행한 제2의 방향으로 성장하고, 해당 표면에 직접 접하는 면상 그래핀을, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법에 의해 제조하는 것; 을 특징으로 하는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법을 구비한다.Preparing a planar graphene growing in a second direction parallel to the surface from the linear graphene and in direct contact with the surface of the graphene by a process for producing a noncatalyst low temperature substrate growth graphene; The method comprising the steps of:
본 발명의 한 실시예에서, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법은, 선상 그래핀을 냉각하는 단계, 및 면상 그래핀을 냉각하는 단계를 추가 포함하는 것; 을 특징으로 하는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법을 구비한다.
In one embodiment of the present invention, a method for producing a non-catalytic low temperature substrate growth graphene further comprises cooling the line graphene and cooling the plane graphene; The method comprising the steps of:
본 발명의 한 실시예에서, 본 발명은 무촉매 저온 기판 성장 그래핀을 구비하되,In one embodiment of the present invention, the present invention is directed to a method of fabricating a substrate,
상기 무촉매 저온 기판 성장 그래핀은, 상기 기판의 표면에 직접 접하고,Wherein the noncatalyst low temperature substrate growth grains are in direct contact with the surface of the substrate,
상기 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 상기 표면에 평행한 제1의 방향에 있어서의 결정립경은, 해당 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 해당 표면에 평행한 다른 어느 하나의 방향에 있어서의 결정립경보다 크고,The crystal grain size in the first direction parallel to the surface of the non-catalytic low temperature substrate growth grains is larger than the crystal grain size in any other direction parallel to the surface of the corresponding non-catalytic low temperature substrate growth grains ,
상기 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 상기 제1의 방향에 있어서의 결정립경은, 해당 그래핀의 해당 표면에 수직인 방향에 있어서의 결정립경보다 큰 것; 을 특징으로 하는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀을 구비한다.
The crystal grain size in the first direction of the non-catalytic low temperature substrate growth grains is larger than the crystal grain size in a direction perpendicular to the surface of the graphene; Lt; RTI ID = 0.0 > low-temperature < / RTI > substrate growth graphene.
본 발명의 한 실시예에서, 본 발명은 무촉매 저온 기판 성장 그래핀을 구비하되,In one embodiment of the present invention, the present invention is directed to a method of fabricating a substrate,
해당 무촉매 저온 기판 성장 그래핀은, 상기 기판의 표면에 직접 접하고,The non-catalytic low temperature substrate growth graphene directly contacts the surface of the substrate,
해당 무촉매 저온 기판 성장 그래핀은, 상기 표면에 평행한 제1의 방향에 따른 결정립계를 가지며,The non-catalytic low temperature substrate growth grains have a grain boundary along a first direction parallel to the surface,
해당 무촉매 저온 기판 성장 그래핀은, 상기 표면에 평행한 제2의 방향에 따른 결정립계를 가지며,Wherein the corresponding non-catalytic low temperature substrate growth grains have a grain boundary along a second direction parallel to the surface,
해당 무촉매 저온 기판 성장 그래핀은, 상기 결정립계에 둘러싸인 영역의 내부에 있어서 단결정인 것; 을 특징으로 하는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀을 구비한다. 본 발명의 한 실시예에서, 본 발명은 상기 제1의 방향과, 상기 제2의 방향은, 직교하는 것; 을 특징으로 하는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀을 구비한다.
The corresponding non-catalytic low-temperature substrate growth graphene is a single crystal in a region surrounded by the grain boundaries; Lt; RTI ID = 0.0 > low-temperature < / RTI > substrate growth graphene. In one embodiment of the present invention, the present invention is characterized in that the first direction and the second direction are orthogonal; Lt; RTI ID = 0.0 > low-temperature < / RTI > substrate growth graphene.
본 발명의 한 실시예에서, 본 발명은 무촉매 저온 기판 성장 그래핀을 구비하되,In one embodiment of the present invention, the present invention is directed to a method of fabricating a substrate,
해당 무촉매 저온 기판 성장 그래핀은, 상기 기판의 표면에 직접 접하고,The non-catalytic low temperature substrate growth graphene directly contacts the surface of the substrate,
해당 무촉매 저온 기판 성장 그래핀은, 상기 표면에 평행한 제1의 방향에 따른 결정립계를 복수 가지며,The non-catalytic low-temperature substrate growth graphene has a plurality of crystal grain boundaries along a first direction parallel to the surface,
해당 무촉매 저온 기판 성장 그래핀은, 상기 표면에 평행한 제2의 방향에 따른 결정립계를 복수 가지며,Wherein the corresponding non-catalytic low temperature substrate growth grains have a plurality of grain boundaries along a second direction parallel to the surface,
해당 무촉매 저온 기판 성장 그래핀은, 상기 결정립계에 둘러싸인 영역의 내부 각각에 있어서 단결정인 것; 을 특징으로 하는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀을 구비한다. 본 발명의 한 실시예에서, 본 발명은 상기 제1의 방향과, 상기 제2의 방향은, 직교하고, 상기 제1의 방향에 따른 결정립계의 간격은 일정하며, 상기 제2의 방향에 따른 결정립계의 간격은 일정한 것; 을 특징으로 하는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀을 구비한다.
The corresponding non-catalytic low-temperature substrate growth grains are single crystals in each of the regions surrounded by the grain boundaries; Lt; RTI ID = 0.0 > low-temperature < / RTI > substrate growth graphene. In one embodiment of the present invention, in the present invention, the first direction and the second direction are orthogonal, the intervals of the grain boundaries along the first direction are constant, and the grain boundaries along the second direction The spacing is constant; Lt; RTI ID = 0.0 > low-temperature < / RTI > substrate growth graphene.
본 발명의 한 실시예에서, 본 발명은 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자부품의 제조방법을 구비한다.In one embodiment of the present invention, the present invention comprises a method of manufacturing an electronic component, characterized in that it comprises a method of manufacturing a non-catalytic low temperature substrate growth graphene.
본 발명의 한 실시예에서, 전자부품의 제조방법은 트랜지스터(Transistor)의 제조방법을 의미할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.In one embodiment of the present invention, a method of manufacturing an electronic component may mean a method of manufacturing a transistor, but the present invention is not limited thereto.
본 발명의 한 실시예에서, 전자부품의 제조방법은 중앙처리장치(Central Processing Unit, CPU)의 제조방법을 의미할 수 있다.In one embodiment of the present invention, a manufacturing method of an electronic component may mean a manufacturing method of a central processing unit (CPU).
본 발명의 한 실시예에서, 전자부품의 제조방법은 메모리(Memory)의 제조방법을 의미할 수 있다.In one embodiment of the present invention, a method of manufacturing an electronic component may refer to a method of manufacturing a memory.
본 발명의 한 실시예에서, 본 발명은 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자부품의 제조방법으로 구비되는 것을 특징으로 하는 전자부품을 구비한다.In one embodiment of the present invention, the present invention comprises an electronic component characterized by comprising a method of manufacturing an electron-free component characterized by comprising a method of producing a non-catalytic low-temperature substrate growth graphene.
본 발명의 한 실시예에서, 본 발명은 무촉매 저온 기판 성장 그래핀을 포함하여 구비되는 것을 특징으로 하는 전자부품을 구비한다.In one embodiment of the present invention, the present invention comprises an electronic component characterized by comprising a non-catalytic low temperature substrate growth graphene.
본 발명의 한 실시예에서, 전자부품은 트랜지스터(Transistor)인것; 을 특징으로 하나, 이에 한정되지는 않는다.In one embodiment of the present invention, the electronic component is a transistor; But is not limited thereto.
본 발명의 한 실시예에서, 트랜지스터(Transistor)는 그래핀 트랜지스터(Transistor)를 포함하는 것을 의미한다.In one embodiment of the present invention, a transistor means a transistor including a graphen transistor.
본 발명의 한 실시예에서, 전자부품은 중앙처리장치(Central Processing Unit, CPU)인것; 을 특징으로 한다.In one embodiment of the present invention, the electronic component is a central processing unit (CPU); .
본 발명의 한 실시예에서, 전자부품은 메모리(Memory)인것; 을 특징으로 한다.In one embodiment of the present invention, the electronic component is a memory; .
''''
본 발명의 한 실시예에서, 본 발명은In one embodiment of the present invention,
a. 기판 구비 그 이후, a. With the substrate thereafter,
b. 500℃ 이하의 온도에서 탄소-포함 가스를 공급하고 유도결합플라즈마 화학기상증착(Inductively Coupled Plasma-Chemical Vapor Deposition; ICP-CVD)을 수행하되, b. A carbon-containing gas is supplied at a temperature of 500 ° C or lower and an inductively coupled plasma-chemical vapor deposition (ICP-CVD) is performed,
c. 탄화수소 라디칼(hydrocarbon radicals)의 흡착(adsorb), 확산(diffuse) 및 기판의 표면 상에 핵으로 발생하게 되는 반 데르 발스 유형의 헤테로 에피 택셜 성장(heteroepitaxial growth) 타입으로, 촉매층을 구비하지 않은 상태로 기판상에 그래핀을 성장시키는 것; 을 특징으로 하는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법을 구비한다.
c. In the heteroepitaxial growth type of van der Waals type which is generated nuclei on the surface of the substrate by adsorbing and diffusing the hydrocarbon radicals, Growing graphene on a substrate; The method comprising the steps of:
본 발명의 한 실시예에서, 본 발명은In one embodiment of the present invention,
a. 기판 구비 그 이후, a. With the substrate thereafter,
b. 500℃ 이하의 온도에서 탄소-포함 가스를 공급하고 유도결합플라즈마 화학기상증착(Inductively Coupled Plasma-Chemical Vapor Deposition; ICP-CVD)을 수행하되, b. A carbon-containing gas is supplied at a temperature of 500 ° C or lower and an inductively coupled plasma-chemical vapor deposition (ICP-CVD) is performed,
c. 탄화수소 라디칼(hydrocarbon radicals)의 흡착(adsorb), 확산(diffuse) 및 기판의 표면 상에 핵으로 발생하게 되는 반 데르 발스 유형의 성장 타입으로, 촉매층을 구비하지 않은 상태로 기판상에 그래핀을 성장시키는 것; 을 특징으로 하는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법을 구비한다.
c. Graphene is grown on a substrate in the form of van der Waals-type growth that occurs by adsorbing, diffusing and hydrocarbon nuclei on the surface of the substrate. To do; The method comprising the steps of:
본 발명의 한 실시예에서, 탄소-포함 가스 공급은 In one embodiment of the present invention, the carbon-containing gas supply
기판층에 있어서 탄소-포함 가스의 농도 분포를 불균일하게 구성하여, The concentration distribution of the carbon-containing gas in the substrate layer is made non-uniform,
그래핀의 성장의 개시점과 방향을 제어하여, 그래핀의 큰 결정을 실현하는 것; 을 특징으로 한다.
Controlling the starting point and direction of growth of graphene to realize a large crystal of graphene; .
본 발명의 한 실시예에서, 탄소-포함 가스 공급은In one embodiment of the present invention, the carbon-containing gas supply
기판층의 특정 영역에 있어서, 탄소-포함 가스의 농도가 높도록 구성하여,The concentration of the carbon-containing gas is set to be high in a specific region of the substrate layer,
기판층의 특정 영역이 그래핀의 성장의 개시 위치가 되는 것; 을 특징으로 한다.
That a specific region of the substrate layer becomes the starting position of growth of graphene; .
본 발명의 한 실시예에서, In one embodiment of the present invention,
탄소-포함 가스 공급은 기판층에 있어서 탄소-포함 가스의 농도 분포 가운데, 상기 기판의 표면에 평행한 방향의 농도 분포를 불균일하게 함에 따라서, 상기 기판의 표면에 평행한 방향으로 그래핀을 성장시키는 것; 을 특징으로 한다.
The carbon-containing gas supply may cause grains to grow in a direction parallel to the surface of the substrate as the concentration distribution in the direction parallel to the surface of the substrate among the concentration distribution of the carbon-containing gas in the substrate layer becomes uneven that; .
본 발명의 한 실시예에서, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법은In one embodiment of the present invention, a method of making a non-catalytic low temperature substrate growth graphene
기판층에 있어서 탄소-포함 가스의 농도 분포를 불균일하게 구성하여, The concentration distribution of the carbon-containing gas in the substrate layer is made non-uniform,
그래핀의 성장의 개시점과 방향을 제어하여, 그래핀의 큰 결정을 실현하는 것; 을 특징으로 하는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법을 구비한다.
Controlling the starting point and direction of growth of graphene to realize a large crystal of graphene; The method comprising the steps of:
본 발명의 한 실시예에서, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법은In one embodiment of the present invention, a method of making a non-catalytic low temperature substrate growth graphene
기판층의 특정 영역에 있어서, 탄소-포함 가스의 농도가 높도록 구성하여,The concentration of the carbon-containing gas is set to be high in a specific region of the substrate layer,
기판층의 특정 영역이 그래핀의 성장의 개시 위치가 되는 것; 을 특징으로 하는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법을 구비한다.
That a specific region of the substrate layer becomes the starting position of growth of graphene; The method comprising the steps of:
본 발명의 한 실시예에서, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법은In one embodiment of the present invention, a method of making a non-catalytic low temperature substrate growth graphene
기판층에 있어서 탄소-포함 가스의 농도 분포 가운데, 상기 기판의 표면에 평행한 방향의 농도 분포를 불균일하게 함에 따라서, 상기 기판의 표면에 평행한 방향으로 그래핀을 성장시키는 것; 을 특징으로 하는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법을 구비한다.
Growing graphene in a direction parallel to the surface of the substrate as the concentration distribution in the direction parallel to the surface of the substrate among the concentration distribution of the carbon-containing gas in the substrate layer becomes uneven; The method comprising the steps of:
본 발명의 한 실시예에서, 본 발명은In one embodiment of the present invention,
a. 기판을 증착 챔버 내로 로딩(loading)하여 상기 기판에 기판층을 형성하는 단계; 및a. Loading a substrate into a deposition chamber to form a substrate layer on the substrate; And
b. 상기 기판을 ICP-CVD 챔버 내로 로딩하고 탄소-포함 가스를 공급하여 ICP-CVD에 의하여 무촉매 저온 기판 성장 그래핀을 형성하는 단계; 를 포함하되,b. Loading the substrate into an ICP-CVD chamber and supplying a carbon-containing gas to form a non-catalytic low temperature substrate growth graphene by ICP-CVD; , ≪ / RTI &
c. 상기 기판은 로드-잠금 챔버(load-locked chamber)를 이용하여 상기 증착 챔버 및 ICP-CVD 챔버 내로 순차적으로 로딩되는 것; 을 특징으로 하는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법을 구비한다.
c. Wherein the substrate is sequentially loaded into the deposition chamber and the ICP-CVD chamber using a load-locked chamber; The method comprising the steps of:
본 발명의 한 실시예에서, 본 발명은In one embodiment of the present invention,
a. 기판을 증착 챔버 내로 로딩(loading)하여 상기 기판에 기판층을 형성하는 단계; 및a. Loading a substrate into a deposition chamber to form a substrate layer on the substrate; And
b. 상기 기판을 선택적 식각을 수행하기 위한 챔버들 내로 순차적으로 로딩하여 상기 기판에 형성된 기판층을 선택적 식각하는 단계; 및b. Selectively etching the substrate layer formed on the substrate by sequentially loading the substrate into chambers for performing selective etching; And
c. 상기 기판을 ICP-CVD 챔버 내로 로딩하고 탄소-포함 가스를 공급하여 ICP-CVD 에 의하여 무촉매 저온 기판 성장 그래핀을 형성하는 단계; 를 포함하되,c. Loading the substrate into an ICP-CVD chamber and supplying a carbon-containing gas to form a non-catalytic low temperature substrate growth graphene by ICP-CVD; , ≪ / RTI &
d. 상기 기판은 로드-잠금 챔버(load-locked chamber)를 이용하여 순차적으로 로딩되는 것; 을 특징으로 하는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법을 구비한다.
d. The substrate being sequentially loaded using a load-locked chamber; The method comprising the steps of:
본 발명의 한 실시예에서, 본 발명은In one embodiment of the present invention,
a. 기판을 증착 챔버 내로 로딩(loading)하여 상기 기판에 기판층을 형성하는 단계; 및a. Loading a substrate into a deposition chamber to form a substrate layer on the substrate; And
b. 상기 기판을 CMP 챔버 내로 로딩하여 상기 기판에 형성된 기판층에 CMP 공정을 수행하는 단계; 및b. Loading the substrate into a CMP chamber and performing a CMP process on the substrate layer formed on the substrate; And
c. 상기 기판을 ICP-CVD 챔버 내로 로딩하고 탄소-포함 가스를 공급하여 ICP-CVD 에 의하여 무촉매 저온 기판 성장 그래핀을 형성하는 단계; 를 포함하되,c. Loading the substrate into an ICP-CVD chamber and supplying a carbon-containing gas to form a non-catalytic low temperature substrate growth graphene by ICP-CVD; , ≪ / RTI &
d. 상기 기판은 로드-잠금 챔버(load-locked chamber)를 이용하여 순차적으로 로딩되는 것; 을 특징으로 하는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법을 구비한다.
d. The substrate being sequentially loaded using a load-locked chamber; The method comprising the steps of:
본 발명의 한 실시예에서, 본 발명은In one embodiment of the present invention,
a. 기판을 증착 챔버 내로 로딩(loading)하여 상기 기판에 기판층을 형성하는 단계; 및a. Loading a substrate into a deposition chamber to form a substrate layer on the substrate; And
b. 상기 기판을 CMP 챔버 내로 로딩하여 상기 기판에 형성된 기판층에 CMP 공정을 수행하는 단계; 및b. Loading the substrate into a CMP chamber and performing a CMP process on the substrate layer formed on the substrate; And
c. 상기 기판을 선택적 식각을 수행하기 위한 챔버들 내로 순차적으로 로딩하여 상기 기판에 형성된 기판층을 선택적 식각하는 단계; 및c. Selectively etching the substrate layer formed on the substrate by sequentially loading the substrate into chambers for performing selective etching; And
d. 상기 기판을 ICP-CVD 챔버 내로 로딩하고 탄소-포함 가스를 공급하여 ICP-CVD 에 의하여 무촉매 저온 기판 성장 그래핀을 형성하는 단계; 를 포함하되,d. Loading the substrate into an ICP-CVD chamber and supplying a carbon-containing gas to form a non-catalytic low temperature substrate growth graphene by ICP-CVD; , ≪ / RTI &
e. 상기 기판은 로드-잠금 챔버(load-locked chamber)를 이용하여 순차적으로 로딩되는 것; 을 특징으로 하는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법을 구비한다.
e. The substrate being sequentially loaded using a load-locked chamber; The method comprising the steps of:
본 발명의 한 실시예에서, 본 발명은In one embodiment of the present invention,
기판상에 성장된 그래핀을 냉각하는 단계를 추가 포함하는 것; 을 특징으로 하는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법을 구비한다.
Further comprising cooling the graphene grown on the substrate; The method comprising the steps of:
본 발명의 한 실시예에서, 본 발명은In one embodiment of the present invention,
a. 기판에 기판층을 형성하는 단계, 및a. Forming a substrate layer on the substrate, and
b. 기판층에 있어서 탄소-포함 가스의 농도 분포를 균일하게 구성하는 단계, 및b. Uniformly configuring the concentration distribution of the carbon-containing gas in the substrate layer, and
c. ICP-CVD를 수행하는 단계, 및c. Performing ICP-CVD, and
d. 탄화수소 라디칼(hydrocarbon radicals)의 흡착(adsorb), 확산(diffuse) 및 기판의 표면 상에 핵으로 발생하게 되는 반 데르 발스 유형의 헤테로 에피 택셜 성장(heteroepitaxial growth) 타입으로, 촉매층을 구비하지 않은 상태로 기판상에 그래핀을 성장시키는 단계; 를 구비하는 것을 특징으로 하는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법을 구비한다.
d. In the heteroepitaxial growth type of van der Waals type which is generated nuclei on the surface of the substrate by adsorbing and diffusing the hydrocarbon radicals, Growing graphene on a substrate; The method comprising the steps of: preparing a substrate;
본 발명의 한 실시예에서, 본 발명은In one embodiment of the present invention,
a. 기판에 기판층을 형성하는 단계, 및a. Forming a substrate layer on the substrate, and
b. 기판층에 있어서 기판층의 특정 영역에 탄소-포함 가스의 농도를 높이는 단계, 및b. Increasing the concentration of the carbon-containing gas in a specific region of the substrate layer in the substrate layer, and
c. ICP-CVD를 수행하는 단계, 및c. Performing ICP-CVD, and
d. 탄화수소 라디칼(hydrocarbon radicals)의 흡착(adsorb), 확산(diffuse) 및 기판의 표면 상에 핵으로 발생하게 되는 반 데르 발스 유형의 헤테로 에피 택셜 성장(heteroepitaxial growth) 타입으로, 상기 기판층의 특정 영역이 그래핀의 성장의 개시 위치가 되는 단계, 및 d. In a heteroepitaxial growth type of Van der Waals type nucleation on the surface of the substrate, adsorbing, diffusing, and the like of hydrocarbon radicals, a specific region of the substrate layer The starting position of growth of graphene, and
e. 그래핀의 성장 방향은, 기판층의 특정 영역에서 평행한 방향으로 그래핀이 성장하게 되는 단계, 및 e. The growth direction of graphene is such that graphene grows in a parallel direction in a specific region of the substrate layer, and
f. 최종적으로는 그래핀이, 큰 결정을 형성하는 단계; 를 구비하는 것을 특징으로 하는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법을 구비한다.
f. Finally, graphene forms a large crystal; The method comprising the steps of: preparing a substrate;
본 발명의 한 실시예에서, 본 발명은In one embodiment of the present invention,
a. 기판에 기판층을 형성하는 단계, 및a. Forming a substrate layer on the substrate, and
b. 기판층에 있어서 탄소-포함 가스의 농도 분포를 균일하게 구성하는 단계, 및b. Uniformly configuring the concentration distribution of the carbon-containing gas in the substrate layer, and
c. ICP-CVD를 수행하는 단계, 및c. Performing ICP-CVD, and
d. 탄화수소 라디칼(hydrocarbon radicals)의 흡착(adsorb), 확산(diffuse) 및 기판의 표면 상에 핵으로 발생하게 되는 반 데르 발스 유형의 성장 타입으로, 촉매층을 구비하지 않은 상태로 기판상에 그래핀을 성장시키는 단계; 를 구비하는 것을 특징으로 하는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법을 구비한다.
d. Graphene is grown on a substrate in the form of van der Waals-type growth that occurs by adsorbing, diffusing and hydrocarbon nuclei on the surface of the substrate. ; The method comprising the steps of: preparing a substrate;
본 발명의 한 실시예에서, 본 발명은In one embodiment of the present invention,
a. 기판에 기판층을 형성하는 단계, 및a. Forming a substrate layer on the substrate, and
b. 기판층에 있어서 기판층의 특정 영역에 탄소-포함 가스의 농도를 높이는 단계, 및b. Increasing the concentration of the carbon-containing gas in a specific region of the substrate layer in the substrate layer, and
c. ICP-CVD를 수행하는 단계, 및c. Performing ICP-CVD, and
d. 탄화수소 라디칼(hydrocarbon radicals)의 흡착(adsorb), 확산(diffuse) 및 기판의 표면 상에 핵으로 발생하게 되는 반 데르 발스 유형의 성장 타입으로, 상기 기판층의 특정 영역이 그래핀의 성장의 개시 위치가 되는 단계, 및 d. In a growth type of van der Waals type that occurs naturally on the surface of the substrate, adsorbing, diffusing, and hydrocarbyl radicals, a specific region of the substrate layer is formed at the starting position of graphene growth ; And
e. 그래핀의 성장 방향은, 기판층의 특정 영역에서 평행한 방향으로 그래핀이 성장하게 되는 단계, 및 e. The growth direction of graphene is such that graphene grows in a parallel direction in a specific region of the substrate layer, and
f. 최종적으로는 그래핀이, 큰 결정을 형성하는 단계; 를 구비하는 것을 특징으로 하는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법을 구비한다.
f. Finally, graphene forms a large crystal; The method comprising the steps of: preparing a substrate;
본 발명의 한 실시예에서, 본 발명은In one embodiment of the present invention,
기판의 표면에 평행한 제1의 방향으로 성장하고, 해당 표면에 직접 접하는 선상 그래핀을, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법에 의해 제조하며,Linear graphenes which grow in a first direction parallel to the surface of the substrate and are in direct contact with the surface of the graphene are produced by a process for producing a noncatalyst low temperature substrate growth graphene,
상기 선상 그래핀으로부터 상기 표면에 평행한 제2의 방향으로 성장하고, 해당 표면에 직접 접하는 면상 그래핀을, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법에 의해 제조하는 것; 을 특징으로 하는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법을 구비한다. 더하여, 본 발명의 한 실시예에서, 본 발명은 상기 면상 그래핀을 냉각하는 단계를 추가 포함하는 것; 을 특징으로 하는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법을 구비한다.
Preparing a planar graphene growing in a second direction parallel to the surface from the linear graphene and in direct contact with the surface of the graphene by a process for producing a noncatalyst low temperature substrate growth graphene; The method comprising the steps of: In addition, in an embodiment of the present invention, the present invention further comprises cooling said plane graphene; The method comprising the steps of:
본 발명의 한 실시예에서, 본 발명은In one embodiment of the present invention,
무촉매 저온 기판 성장 그래핀으로써,With no-catalyst low-temperature substrate growth graphene,
상기 무촉매 저온 기판 성장 그래핀은, 상기 기판의 표면에 직접 접하고,Wherein the noncatalyst low temperature substrate growth grains are in direct contact with the surface of the substrate,
상기 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 상기 표면에 평행한 제1의 방향에 있어서의 결정립경은, 해당 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 해당 표면에 평행한 다른 어느 하나의 방향에 있어서의 결정립경보다 크고,The crystal grain size in the first direction parallel to the surface of the non-catalytic low temperature substrate growth grains is larger than the crystal grain size in any other direction parallel to the surface of the corresponding non-catalytic low temperature substrate growth grains ,
상기 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 상기 제1의 방향에 있어서의 결정립경은, 해당 그래핀의 해당 표면에 수직인 방향에 있어서의 결정립경보다 큰 것; 을 특징으로 하는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀을 구비한다.
The crystal grain size in the first direction of the non-catalytic low temperature substrate growth grains is larger than the crystal grain size in a direction perpendicular to the surface of the graphene; Lt; RTI ID = 0.0 > low-temperature < / RTI > substrate growth graphene.
본 발명의 한 실시예에서, 본 발명은In one embodiment of the present invention,
무촉매 저온 기판 성장 그래핀으로써,With no-catalyst low-temperature substrate growth graphene,
해당 무촉매 저온 기판 성장 그래핀은, 상기 기판의 표면에 직접 접하고,The non-catalytic low temperature substrate growth graphene directly contacts the surface of the substrate,
해당 무촉매 저온 기판 성장 그래핀은, 상기 표면에 평행한 제1의 방향에 따른 결정립계를 가지며,The non-catalytic low temperature substrate growth grains have a grain boundary along a first direction parallel to the surface,
해당 무촉매 저온 기판 성장 그래핀은, 상기 표면에 평행한 제2의 방향에 따른 결정립계를 가지며,Wherein the corresponding non-catalytic low temperature substrate growth grains have a grain boundary along a second direction parallel to the surface,
해당 무촉매 저온 기판 성장 그래핀은, 상기 결정립계에 둘러싸인 영역의 내부에 있어서 단결정인 것; 을 특징으로 하는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀을 구비한다. 더하여, 본 발명의 한 실시예에서, 본 발명은 상기 제1의 방향과, 상기 제2의 방향은, 직교하는 것; 을 특징으로 하는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀을 구비한다.
The corresponding non-catalytic low-temperature substrate growth graphene is a single crystal in a region surrounded by the grain boundaries; Lt; RTI ID = 0.0 > low-temperature < / RTI > substrate growth graphene. In addition, in an embodiment of the present invention, the present invention is characterized in that the first direction and the second direction are orthogonal; Lt; RTI ID = 0.0 > low-temperature < / RTI > substrate growth graphene.
본 발명의 한 실시예에서, 본 발명은In one embodiment of the present invention,
무촉매 저온 기판 성장 그래핀으로써,With no-catalyst low-temperature substrate growth graphene,
해당 무촉매 저온 기판 성장 그래핀은, 상기 기판의 표면에 직접 접하고,The non-catalytic low temperature substrate growth graphene directly contacts the surface of the substrate,
해당 무촉매 저온 기판 성장 그래핀은, 상기 표면에 평행한 제1의 방향에 따른 결정립계를 복수 가지며,The non-catalytic low-temperature substrate growth graphene has a plurality of crystal grain boundaries along a first direction parallel to the surface,
해당 무촉매 저온 기판 성장 그래핀은, 상기 표면에 평행한 제2의 방향에 따른 결정립계를 복수 가지며,Wherein the corresponding non-catalytic low temperature substrate growth grains have a plurality of grain boundaries along a second direction parallel to the surface,
해당 무촉매 저온 기판 성장 그래핀은, 상기 결정립계에 둘러싸인 영역의 내부 각각에 있어서 단결정인 것; 을 특징으로 하는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀을 구비한다. 더하여, 본 발명의 한 실시예에서, 본 발명은 상기 제1의 방향과, 상기 제2의 방향은, 직교하고, 상기 제1의 방향에 따른 결정립계의 간격은 일정하며, 상기 제2의 방향에 따른 결정립계의 간격은 일정한 것; 을 특징으로 하는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀을 구비한다.
The corresponding non-catalytic low-temperature substrate growth grains are single crystals in each of the regions surrounded by the grain boundaries; Lt; RTI ID = 0.0 > low-temperature < / RTI > substrate growth graphene. In addition, in one embodiment of the present invention, the first direction and the second direction are orthogonal to each other, and the interval of the grain boundaries along the first direction is constant, and in the second direction The spacing of the grain boundaries is constant; Lt; RTI ID = 0.0 > low-temperature < / RTI > substrate growth graphene.
본 발명의 한 실시예에서, 본 발명은 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자부품의 제조방법을 구비한다.In one embodiment of the present invention, the present invention comprises a method of manufacturing an electronic component, characterized in that it comprises a method of manufacturing a non-catalytic low temperature substrate growth graphene.
본 발명의 한 실시예에서, 본 발명은 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자부품의 제조방법으로 구비되는 것을 특징으로 하는 전자부품을 구비한다.In one embodiment of the present invention, the present invention comprises an electronic component characterized by comprising a method of manufacturing an electron-free component characterized by comprising a method of producing a non-catalytic low-temperature substrate growth graphene.
본 발명의 한 실시예에서, 본 발명은 무촉매 저온 기판 성장 그래핀을 포함하여 구비되는 것을 특징으로 하는 전자부품을 구비한다.
In one embodiment of the present invention, the present invention comprises an electronic component characterized by comprising a non-catalytic low temperature substrate growth graphene.
''''
무촉매 저온 기판 성장 그래핀 제조 장치Non-catalytic low temperature substrate growth graphene production equipment
본 발명의 한 실시예에서, 본 발명은 탄소-포함 가스를 공급하는 가스 공급부, 상기 가스 공급부로부터 상기 탄소-포함 가스를 공급 받아 분출하는 가스 분출부, 상기 가스 분출부로부터 분출된 탄소-포함 가스와 접하도록 배치된 기판층을 구비하는 기판 및 상기 분출된 탄소-포함 가스와 접하는 기판층을 구비하는 기판의 영역을 전체적 또는/및 부분적으로 가열하도록 배치된 가열 장치, 및 고주파 전력을 인가함으로써 형성되는 유도자장에 의해 플라즈마를 형성하는 유도결합플라즈마(Inductively Coupled Plasma) 형성 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀 제조 장치를 제공한다.
In one embodiment of the present invention, the present invention provides a process for producing a carbon-containing gas, comprising the steps of: supplying a carbon-containing gas; supplying a carbon-containing gas from the gas supply unit; A heating device arranged to totally and / or partially heat a region of a substrate having a substrate having a substrate layer disposed in contact with the ejected carbon-containing gas and a substrate layer in contact with the ejected carbon-containing gas, And an inductively coupled plasma (hereinafter referred to as " inductively coupled plasma ") forming apparatus for forming a plasma by an induced magnetic field.
본 발명의 한 실시예에서, 본 발명은 탄소-포함 가스를 공급하는 가스 공급부;In one embodiment of the present invention, the present invention provides a gas supply system comprising: a gas supply unit for supplying a carbon-containing gas;
상기 가스 공급부로부터 상기 탄소-포함 가스를 공급 받아 분출하는 가스 분출부;A gas spouting unit that receives the carbon-containing gas from the gas supply unit and ejects the carbon-containing gas;
상기 가스 분출부로부터 분출된 탄소-포함 가스와 접하도록 배치된 기판층을 구비하는 기판; 및A substrate having a substrate layer disposed in contact with the carbon-containing gas ejected from the gas ejection portion; And
상기 분출된 탄소-포함 가스와 접하는 기판층을 구비하는 기판의 영역을 국부적으로 가열하도록 배치된 가열 장치; 및A heating device arranged to locally heat a region of the substrate having a substrate layer in contact with the ejected carbon-containing gas; And
고주파 전력을 인가함으로써 형성되는 유도자장에 의해 챔버 내에 플라즈마를 형성하는 유도결합플라즈마(Inductively Coupled Plasma) 형성 장치; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀 제조 장치를 제공한다.
An inductively coupled plasma (hereinafter referred to as " inductively coupled plasma ") forming apparatus that forms plasma in a chamber by an induction field formed by applying a high frequency power; Wherein the low-temperature substrate growth graphene manufacturing apparatus includes:
본 발명의 한 실시예에서, 본 발명은 탄소-포함 가스를 공급하는 가스 공급부;In one embodiment of the present invention, the present invention provides a gas supply system comprising: a gas supply unit for supplying a carbon-containing gas;
상기 가스 공급부로부터 상기 탄소-포함 가스를 공급 받아 분출하는 가스 분출부;A gas spouting unit that receives the carbon-containing gas from the gas supply unit and ejects the carbon-containing gas;
상기 가스 분출부로부터 분출된 탄소-포함 가스와 접하도록 배치된 기판층을 구비하는 기판; 및A substrate having a substrate layer disposed in contact with the carbon-containing gas ejected from the gas ejection portion; And
상기 분출된 탄소-포함 가스와 접하는 기판층을 구비하는 기판의 영역을 가열하도록 배치된 가열 장치; 및A heating device arranged to heat a region of the substrate having a substrate layer in contact with the ejected carbon-containing gas; And
고주파 전력을 인가함으로써 형성되는 유도자장에 의해 플라즈마를 형성하는 유도결합플라즈마(Inductively Coupled Plasma) 형성 장치; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀 제조 장치를 제공한다.
An inductively coupled plasma (hereinafter referred to as " inductively coupled plasma ") forming apparatus that forms a plasma by an induction magnetic field formed by applying a high frequency power; Wherein the low-temperature substrate growth graphene manufacturing apparatus includes:
본 발명의 한 실시예에서, 본 발명은 가스 공급부로부터 가스 분출부로 공급되는 가스의 유량을 조절하도록 상기 가스 공급부에 연결된 가스 유량 조절기(가스 공급 조절기)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀 제조 장치를 제공한다.
In one embodiment of the present invention, the present invention further comprises a gas flow controller (gas supply regulator) connected to the gas supply to regulate the flow rate of the gas supplied from the gas supply to the gas outlet, Thereby providing a growth graphene producing apparatus.
본 발명의 한 실시예에서, 탄소-포함 가스는 불활성 가스 및 수소 기체를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment of the present invention, the carbon-containing gas further comprises an inert gas and hydrogen gas.
본 발명의 한 실시예에서, 탄소-포함 가스는 불활성 가스를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
In one embodiment of the invention, the carbon-containing gas further comprises an inert gas.
본 발명의 한 실시예에서, 가스 분출부는 탄소-포함 가스가 수용되는 저장부, 및 탄소-포함 가스를 분출하는 노즐부를 구비하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment of the present invention, the gas ejection portion is characterized by having a storage portion in which the carbon-containing gas is accommodated, and a nozzle portion for ejecting the carbon-containing gas.
본 발명의 한 실시예에서, 노즐부의 형태는 원형이나 사각형, 직사각형, 등의 형태를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.In one embodiment of the present invention, the shape of the nozzle portion may include, but is not limited to, a circle, a square, a rectangle, and the like.
본 발명의 한 실시예에서, 가스 분출부는 탄소-포함 가스가 수용되는 저장부, 및 탄소-포함 가스를 분출하는 피에조 분사 시스템을 구비하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment of the present invention, the gas ejection portion is characterized by comprising a reservoir in which the carbon-containing gas is contained, and a piezo injection system for ejecting the carbon-containing gas.
본 발명의 한 실시예에서, 가스 분출부는 탄소-포함 가스가 수용되는 저장부, 및 탄소-포함 가스를 분출하는 솔레노이드 분사 시스템을 구비하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment of the invention, the gas ejection portion is characterized in that it comprises a reservoir in which the carbon-containing gas is contained, and a solenoid injection system for ejecting the carbon-containing gas.
본 발명의 한 실시예에서, 가스 분출부는 탄소-포함 가스가 수용되는 저장부, 및 탄소-포함 가스를 일정온도로 가열하는 가열부, 및 탄소-포함 가스를 분출하는 피에조 분사 시스템을 구비하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment of the present invention, the gas ejector comprises a reservoir in which the carbon-containing gas is contained, a heating unit for heating the carbon-containing gas to a constant temperature, and a piezo injection system for ejecting the carbon-containing gas .
본 발명의 한 실시예에서, 가스 분출부는 탄소-포함 가스가 수용되는 저장부, 및 탄소-포함 가스를 일정온도로 가열하는 가열부, 및 탄소-포함 가스를 분출하는 솔레노이드 분사 시스템을 구비하는 것을 특징으로 한다.
In one embodiment of the invention, the gas ejector comprises a reservoir in which the carbon-containing gas is contained, a heating portion for heating the carbon-containing gas to a constant temperature, and a solenoid injection system for ejecting the carbon-containing gas .
본 발명의 한 실시예에서, 가스 분출부는 기판층을 구비하는 기판의 영역에 대응하는 영역을 포함하는 형태로 구비되는 것을 특징으로 한다.
In an embodiment of the present invention, the gas ejecting portion is provided in a form including a region corresponding to a region of the substrate having the substrate layer.
본 발명의 한 실시예에서, 가열 장치는 기판층을 구비하는 기판의 영역에 대응하는 영역을 포함하는 형태로 구비되는 것을 특징으로 한다.In an embodiment of the present invention, the heating device is provided in a form including a region corresponding to a region of the substrate having the substrate layer.
본 발명의 한 실시예에서, 가열 장치는 가스 분출부와 같은 공간내에 구비되는 것을 특징으로 한다.In one embodiment of the present invention, the heating device is provided in the same space as the gas ejecting portion.
본 발명의 한 실시예에서, 가열 장치는 할로겐 램프를 구비하는 것을 특징으로 할 수 있으나, 일정온도로 가열하는데 있어서 이에 한정되지는 않는다.
In one embodiment of the present invention, the heating device may be provided with a halogen lamp, but is not limited to heating to a certain temperature.
본 발명의 한 실시예에서, 유도결합플라즈마(Inductively Coupled Plasma) 형성 장치는 가스 분출부와 같은 공간내에 구비되는 것을 특징으로 한다.
In one embodiment of the present invention, an apparatus for forming an inductively coupled plasma is provided in a space such as a gas ejection portion.
본 발명의 한 실시예에서, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀 제조 장치는 (1). 가스 분출부, (2). 기판층을 구비하는 기판, (3). 유도결합플라즈마(Inductively Coupled Plasma) 형성 장치, (4). 가열 장치, 로 구성되는 상기 (1) 내지 (4)를 수용하는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀 제조 장치 외각부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
In one embodiment of the present invention, the apparatus for producing a non-catalytic low temperature substrate growth graphene comprises (1). Gas spouting part, (2). A substrate having a substrate layer, (3). (Inductively Coupled Plasma) forming apparatus, (4). (1) to (4), which are constituted by a heating device and a heating device.
본 발명의 한 실시예에서, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀 제조 장치 외각부는 배기 장치를 구비하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment of the present invention, the outer portion of the apparatus-free low-temperature substrate growth graphene production apparatus is provided with an exhaust device.
본 발명의 한 실시예에서, 배기 장치는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀 제조 장치 외각부 내부에 잔존하는 기체를 용이하게 배기하여 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조 시 불순 기체의 혼입을 방지하는데 사용될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the exhaust device is used to easily exhaust the gas remaining inside the outer portion of the non-catalytic low-temperature substrate growth graphene production apparatus to be used to prevent contamination of the impurity gas in the production of the non- .
본 발명의 한 실시예에서, 배기 장치는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조 시 탄소-포함 가스의 흐름을 형성하는데 사용될 수 있다.
In one embodiment of the invention, the exhaust system can be used to form a flow of carbon-containing gas in the production of the non-catalytic low temperature substrate growth grains.
본 발명의 한 실시예에서, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀 제조 장치 외각부는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀 제조 장치 내부를 일정한 진공도(예를들어 수백 mTorr)로 유지하는 진공유지장치를 구비하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment of the present invention, the outer periphery of the non-catalytic low temperature substrate grafting apparatus is provided with a vacuum holding apparatus for holding the inside of the apparatus for manufacturing a non-catalytic low temperature substrate growth graphene at a constant degree of vacuum (for example, several hundreds of mTorr) .
본 발명의 한 실시예에서, 진공유지장치는 펌핑 시스템(Pumping system)을 의미할 수 있으나, 진공유지장치라는 측면에서 이에 한정되지는 않는다.In one embodiment of the present invention, the vacuum holding device may mean a pumping system, but is not limited in terms of a vacuum holding device.
본 발명의 한 실시예에서, 진공유지장치는 본 명세서의 도면에서 도시화는 안되어 있지만, 배기 장치와 같이 구비되는 것이 아니라, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀 제조 장치에 별도로 구비되어 무촉매 저온 기판 성장 그래핀 제조 장치 내부를 일정한 진공도(예를들어 수백 mTorr)로 유지하는 장치를 의미할 수 있다.
In one embodiment of the present invention, the vacuum holding device is not provided as shown in the drawings but is not provided as an exhaust device but is separately provided in an apparatus for manufacturing a non-catalytic low temperature substrate growth grains, May mean a device that maintains the interior of the fin manufacturing apparatus at a constant degree of vacuum (e.g., several hundreds of mTorr).
본 발명의 한 실시예에서, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀 제조 장치 외각부는, 로드-잠금 챔버(load-locked chamber) 위치결정공정, 롤투롤 위치결정공정, 중 선택되는 위치결정공정방법과 연결되는 것을 특징으로 한다.In one embodiment of the present invention, the outer periphery of the non-catalytic low temperature substrate growth graphene manufacturing apparatus is connected to a method of positioning selected from a load-locked chamber positioning process, a roll-to-roll positioning process, .
본 발명의 한 실시예에서, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀 제조 장치 외각부는, 대기압웨이퍼이송시스템, 진공웨이퍼이송시스템, 중 선택되는 위치결정공정방법과 연결되는 것을 특징으로 한다.
In one embodiment of the present invention, the exterior portion of the non-catalytic low temperature substrate growth graphene production apparatus is characterized by being connected to a selected localization process method, such as an atmospheric pressure wafer transfer system, a vacuum wafer transfer system.
본 발명의 한 실시예에서, 가스 분출부는 (1). 상하, (2). 좌우, (3). 앞뒤, 로 구성되는 상기 (1) 내지 (3), 중 하나 이상 선택되는 이동방향으로 이동하면서 가스를 분출하는 것을 특징으로 한다. 여기서, 앞의 방향은 기판층을 구비하는 기판이 무촉매 저온 기판 성장 그래핀 제조 장치에 투입되어 인출되는 방향을 앞의 방향이라고 정한다.In one embodiment of the present invention, the gas ejection unit comprises (1). Top and bottom, (2). Left and right, (3). (1), (2), (3), (3), and (3). Here, the forward direction is defined as the forward direction in which the substrate having the substrate layer is introduced into the non-catalyst low temperature substrate growth grains producing apparatus and drawn out.
본 발명의 한 실시예에서, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀 제조 장치는 내부에 위치되는 기판층을 구비하는 기판을 (1). 상하, (2). 좌우, (3). 앞뒤, (4). 회전, 로 구성되는 상기 (1) 내지 (4), 중 하나 이상 선택되는 움직임으로 위치변화를 줄 수 있는 것을 특징으로 한다. 여기서, 앞의 방향은 기판층을 구비하는 기판이 무촉매 저온 기판 성장 그래핀 제조 장치에 투입되어 인출되는 방향을 앞의 방향이라고 정한다.In one embodiment of the present invention, the apparatus for producing a non-catalytic low-temperature substrate growth graphene comprises a substrate layer disposed therein. Top and bottom, (2). Left and right, (3). Back and forth, (4). (1), (2), (3), (4), and (4). Here, the forward direction is defined as the forward direction in which the substrate having the substrate layer is introduced into the non-catalyst low temperature substrate growth grains producing apparatus and drawn out.
본 발명의 한 실시예에서, 가스 분출부는 상, 하, 좌, 우, 앞, 뒤, 로 구성되는 것 중 하나 이상 선택되는 이동방향으로 이동하면서 가스를 분출하는 것; 을 특징으로 한다.In one embodiment of the present invention, the gas ejecting portion ejects gas while moving in a moving direction selected from at least one of an upper, a lower, a left, a right, a front, and a back; .
본 발명의 한 실시예에서, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀 제조 장치는 내부에 위치되는 기판층을 구비하는 기판을 상, 하, 좌, 우, 앞, 뒤, 회전, 로 구성되는 것 중 하나 이상 선택되는 움직임으로 위치를 조절하는 것; 을 특징으로 한다.In one embodiment of the present invention, the apparatus for producing a non-catalytic low-temperature substrate growth graphene comprises a substrate having a substrate layer disposed therein, at least one of an upper, a lower, a left, a right, Adjusting the position with the selected movement; .
본 발명의 한 실시예에서, 상, 하, 좌, 우, 앞, 뒤, 로 구성되는 것 중 하나 이상 선택되는 이동방향으로 이동하면서 가스를 분출하는 가스 분출부를 구성하는데 있어서는, 서보모터를 사용하는 위치결정장치로 구성하는 것이 좋다.In one embodiment of the present invention, in the construction of the gas spouting portion for spouting gas while moving in the moving direction in which at least one of the upper, lower, left, right, front, and rear is selected, It is preferable to constitute a positioning apparatus.
본 발명의 한 실시예에서, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀 제조 장치는 내부에 위치되는 기판층을 구비하는 기판을 상, 하, 좌, 우, 앞, 뒤, 회전, 로 구성되는 것 중 하나 이상 선택되는 움직임으로 위치를 조절하는 데 있어서는, 서보모터를 사용하는 위치결정장치로 구성하는 것이 좋다.In one embodiment of the present invention, the apparatus for producing a non-catalytic low-temperature substrate growth graphene comprises a substrate having a substrate layer disposed therein, at least one of an upper, a lower, a left, a right, In order to adjust the position by the selected movement, it is preferable to constitute a positioning device using a servo motor.
본 발명의 한 실시예에서, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀 제조 장치는 내부에 위치되는 기판층을 구비하는 기판을 일정온도로 가열하는 가열장치가 기판층을 구비하는 기판의 하부에 구비되는 형태를 채택할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the apparatus for producing a non-catalytic low-temperature substrate growth graphene includes a substrate having a substrate layer disposed therein, and a heating device for heating the substrate to a predetermined temperature is provided below the substrate having the substrate layer Can be adopted.
본 발명의 한 실시예에서, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀 제조 장치는 내부에 위치되는 기판층을 구비하는 기판을 일정온도로 가열하는 가열장치가 기판층을 구비하는 기판에 연결되어 구비되는 형태를 채택할 수 있다.
In one embodiment of the present invention, the apparatus for producing a non-catalytic low-temperature substrate growth graphene includes a heating device for heating a substrate having a substrate layer disposed therein to a predetermined temperature, the substrate being connected to a substrate having a substrate layer Can be adopted.
본 발명의 한 실시예에서, 본 발명은In one embodiment of the present invention,
기판에 기판층을 구비하는 단계; 및Providing a substrate layer on a substrate; And
탄소-포함 가스를 공급 받아 분출하는 단계; 및Supplying and discharging a carbon-containing gas; And
500℃ 이하의 온도에서 유도결합플라즈마 화학기상증착(Inductively Coupled Plasma-Chemical Vapor Deposition; ICP-CVD)을 수행하는 단계; 및Performing inductively coupled plasma-chemical vapor deposition (ICP-CVD) at a temperature of 500 ° C or lower; And
탄화수소 라디칼(hydrocarbon radicals)의 흡착(adsorb), 확산(diffuse) 및 기판의 표면 상에 핵으로 발생하게 되는 반 데르 발스 유형의 헤테로 에피 택셜 성장(heteroepitaxial growth) 타입으로, 촉매층을 구비하지 않은 상태로 기판상에 그래핀을 성장시키는 단계; 를 In the heteroepitaxial growth type of van der Waals type which is generated nuclei on the surface of the substrate by adsorbing and diffusing the hydrocarbon radicals, Growing graphene on a substrate; To
포함하는 것을 특징으로 하는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법을 구비한다.
The method comprising the steps of:
본 발명의 한 실시예에서, 본 발명은In one embodiment of the present invention,
기판에 기판층을 구비하는 단계; 및Providing a substrate layer on a substrate; And
탄소-포함 가스를 공급 받아 분출하는 단계; 및Supplying and discharging a carbon-containing gas; And
500℃ 이하의 온도에서 유도결합플라즈마 화학기상증착(Inductively Coupled Plasma-Chemical Vapor Deposition; ICP-CVD)을 수행하는 단계; 및Performing inductively coupled plasma-chemical vapor deposition (ICP-CVD) at a temperature of 500 ° C or lower; And
탄화수소 라디칼(hydrocarbon radicals)의 흡착(adsorb), 확산(diffuse) 및 기판의 표면 상에 핵으로 발생하게 되는 반 데르 발스 유형의 성장 타입으로, 촉매층을 구비하지 않은 상태로 기판상에 그래핀을 성장시키는 단계; 를 Graphene is grown on a substrate in the form of van der Waals-type growth that occurs by adsorbing, diffusing, and nucleating hydrocarbon radicals on the surface of the substrate. ; To
포함하는 것을 특징으로 하는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법을 구비한다.
The method comprising the steps of:
본 발명의 한 실시예에서, 본 발명은In one embodiment of the present invention,
탄소-포함 가스를 공급 받아 분출하는 단계; 및Supplying and discharging a carbon-containing gas; And
500℃ 이하의 온도에서 유도결합플라즈마 화학기상증착(Inductively Coupled Plasma-Chemical Vapor Deposition; ICP-CVD)을 수행하는 단계; 및Performing inductively coupled plasma-chemical vapor deposition (ICP-CVD) at a temperature of 500 ° C or lower; And
탄화수소 라디칼(hydrocarbon radicals)의 흡착(adsorb), 확산(diffuse) 및 기판의 표면 상에 핵으로 발생하게 되는 반 데르 발스 유형의 헤테로 에피 택셜 성장(heteroepitaxial growth) 타입으로, 촉매층을 구비하지 않은 상태로 기판상에 그래핀을 성장시키는 단계; 를 포함하되,In the heteroepitaxial growth type of van der Waals type which is generated nuclei on the surface of the substrate by adsorbing and diffusing the hydrocarbon radicals, Growing graphene on a substrate; , ≪ / RTI &
상기 단계들은 무촉매 저온 기판 성장 그래핀 제조 장치의 제어 장치로 제어되는 것을 특징으로 하는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법을 구비한다.
Wherein the steps are controlled by a controller of the apparatus for manufacturing a non-catalytic low-temperature substrate growth graphene.
본 발명의 한 실시예에서, 본 발명은In one embodiment of the present invention,
탄소-포함 가스를 공급 받아 분출하는 단계; 및Supplying and discharging a carbon-containing gas; And
500℃ 이하의 온도에서 유도결합플라즈마 화학기상증착(Inductively Coupled Plasma-Chemical Vapor Deposition; ICP-CVD)을 수행하는 단계; 및Performing inductively coupled plasma-chemical vapor deposition (ICP-CVD) at a temperature of 500 ° C or lower; And
탄화수소 라디칼(hydrocarbon radicals)의 흡착(adsorb), 확산(diffuse) 및 기판의 표면 상에 핵으로 발생하게 되는 반 데르 발스 유형의 성장 타입으로, 촉매층을 구비하지 않은 상태로 기판상에 그래핀을 성장시키는 단계; 를 포함하되,Graphene is grown on a substrate in the form of van der Waals-type growth that occurs by adsorbing, diffusing, and nucleating hydrocarbon radicals on the surface of the substrate. ; , ≪ / RTI &
상기 단계들은 무촉매 저온 기판 성장 그래핀 제조 장치의 제어 장치로 제어되는 것을 특징으로 하는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법을 구비한다.
Wherein the steps are controlled by a controller of the apparatus for manufacturing a non-catalytic low-temperature substrate growth graphene.
본 발명의 한 실시예에서, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀 제조 장치의 제어 장치는 컴퓨터형태로 구비되는 것을 특징으로 할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.In one embodiment of the present invention, the controller of the apparatus for producing a non-catalytic low-temperature substrate growth graphene may be provided in the form of a computer, but the present invention is not limited thereto.
본 발명의 한 실시예에서, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀 제조 장치의 제어 장치는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀 제조 장치와 유선으로 연결되는 것이 기본으로 채택될 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 유선 또는/및 무선으로 연결될 수 있다.
In one embodiment of the present invention, the control device of the apparatus for producing non-catalytic low-temperature substrate growth grains may be adopted as a basis for connection with a non-catalytic low-temperature substrate growth graphene production apparatus by wire, but the present invention is not limited thereto, Or / and wirelessly.
본 발명의 한 실시예에서, 500℃ 이하의 온도에서 유도결합플라즈마 화학기상증착(Inductively Coupled Plasma-Chemical Vapor Deposition; ICP-CVD)을 수행하는 단계는 기판층을 구비하는 기판 또는 가스 분출부가 이동하면서 수행되는 것을 특징으로 한다.
In one embodiment of the present invention, conducting the ICP-CVD at a temperature of less than or equal to 500 < 0 > C may be achieved by moving the substrate or gas- .
본 발명의 한 실시예에서, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀 제조 장치는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 영역을 냉각하는 냉각부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
In one embodiment of the present invention, the apparatus for non-catalytic low temperature substrate growth graphene further comprises a cooling section for cooling the area of the non-catalytic low temperature substrate growth grains.
본 발명의 한 실시예에서, 냉각부는 그래핀이 균일하게 성장하여 일정하게 배열될 수 있도록 하기 위하여, 일정 속도로 서서히 냉각시키는 것을 특징으로 한다.
In one embodiment of the present invention, the cooling section is characterized in that it is gradually cooled at a constant speed so that the graphene can uniformly grow and be uniformly arranged.
본 발명의 한 실시예에서, 냉각부는 ICP-CVD 공정 이후에, 형성된 그래핀에 대하여 냉각공정을 수행하는 것을 특징으로 한다.
In one embodiment of the present invention, the cooling section is characterized in that after the ICP-CVD process, the cooling process is performed on the formed graphene.
본 발명의 한 실시예에서, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀 제조 장치는 반도체 재료 기반 장치에 관한 강화된 신뢰성을 보이는 기능적인 장치의 제조를 용이하게 하는 공정 플랫폼에 포함되는 것을 특징으로 한다.In one embodiment of the present invention, the apparatus for producing a non-catalytic low-temperature substrate growth graphene is characterized in that it is included in a process platform that facilitates the production of a functional device exhibiting enhanced reliability with respect to a semiconductor material-based device.
본 발명의 한 실시예에서, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀 제조 장치는 "상향식" 및 "하향식" 공정 기술에 의해 생성된 반도체 재료 기반 장치에 관한 강화된 신뢰성을 보이는 기능적인 장치의 제조를 용이하게 하는 공정 플랫폼에 포함되는 것을 특징으로 한다.In one embodiment of the present invention, the non-catalytic low temperature substrate growth graphene production equipment facilitates the manufacture of functional devices that exhibit enhanced reliability with respect to semiconductor material based devices produced by "bottom-up & And a process platform for performing the process.
본 발명의 한 실시예에서, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀 제조 장치의 제어 장치는 반도체 재료 기반 장치에 관한 강화된 신뢰성을 보이는 기능적인 장치의 제조를 용이하게 하는 공정 플랫폼의 제어 장치에 포함되어 있을 수 있다. 본 발명의 한 실시예에서, 상기 기술되는 내용은 공정 관리자가 한 자리에서 공정 플랫폼의 전체적인 장비 제어를 수행하는 시스템인것을 의미할 수 있다.
In one embodiment of the present invention, the control device of the apparatus for producing non-catalytic low temperature substrate growth grains is included in a control device of a process platform which facilitates the production of a functional device exhibiting enhanced reliability with respect to a semiconductor material- . In one embodiment of the present invention, the above description may mean that the process manager is a system that performs overall equipment control of the process platform in one place.
본 발명의 한 실시예에서, 가스 공급 장치는 탄소-포함 가스를 공급하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment of the invention, the gas supply device is characterized by supplying a carbon-containing gas.
본 발명의 한 실시예에서, 가스 공급 장치는 탄소-포함 가스 및 수소 가스를 공급하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment of the present invention, the gas supply device is characterized by supplying a carbon-containing gas and a hydrogen gas.
본 발명의 한 실시예에서, 가스 공급 장치는 탄소-포함 가스 및 불활성 가스를 공급하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment of the present invention, the gas supply device is characterized by supplying a carbon-containing gas and an inert gas.
본 발명의 한 실시예에서, 가스 공급 장치는 탄소-포함 가스 및 수소 가스 및 불활성 가스를 공급하는 것을 특징으로 한다.
In one embodiment of the present invention, the gas supply device is characterized by supplying a carbon-containing gas, a hydrogen gas and an inert gas.
본 발명의 한 실시예에서, 가스 분출부는 탄소-포함 가스를 공급받되, 상기 탄소-포함 가스를 활성화 탄소가 쉽게 형성될 수 있도록 일정온도로 가열하여 분출하는 것을 특징으로 할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the gas ejector is characterized in that the carbon-containing gas is supplied with the carbon-containing gas by heating the carbon-containing gas to a predetermined temperature so that the activated carbon can be easily formed.
본 발명의 한 실시예에서, 가스 분출부는 탄소-포함 가스를 일정온도로 가열하여 분출하는 것을 특징으로 할 수 있다.
In one embodiment of the present invention, the gas ejecting portion may be characterized in that the carbon-containing gas is heated to a certain temperature and ejected.
본 발명의 한 실시예에서, 가스 분출부는 가스 연결관에 의하여 가스 공급부와 연결되는 것을 특징으로 할 수 있다.
In an embodiment of the present invention, the gas ejection portion is connected to the gas supply portion by the gas connection pipe.
본 발명의 한 실시예에서, 가스 공급 조절기는 가스 공급부로부터 가스 분출부로 공급되는 가스의 양을 용이하게 제어할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the gas supply regulator can easily control the amount of gas supplied from the gas supply to the gas spout.
본 발명의 한 실시예에서, 가스 공급 조절기는 솔레노이드 밸브를 구비하여 가스 분출부로 공급되는 가스의 양을 용이하게 제어할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the gas supply regulator may include a solenoid valve to easily control the amount of gas supplied to the gas ejector.
본 발명의 한 실시예에서, 제시하는 솔레노이드는 전자 솔레노이드를 의미한다.In one embodiment of the present invention, the proposed solenoid refers to an electronic solenoid.
본 발명의 한 실시예에서, 제시하는 솔레노이드는 전자제어식 솔레노이드를 의미한다.In one embodiment of the present invention, the proposed solenoid refers to an electronically controlled solenoid.
본 발명의 한 실시예에서, 가스 공급 조절기는 압력 제어 밸브를 구비하여 가스 분출부로 공급되는 가스의 양을 용이하게 제어할 수 있다. 여기서, 압력 제어 밸브는 가스 연결관내의 압력을 일정하게 유지하거나, 최고 압력을 제어하거나, 가스 분출부로 공급되는 가스의 압력을 조절하는 밸브를 의미한다.In one embodiment of the present invention, the gas supply regulator includes a pressure control valve to easily control the amount of gas supplied to the gas ejection portion. Here, the pressure control valve means a valve that maintains a constant pressure in the gas connection pipe, controls the maximum pressure, or regulates the pressure of the gas supplied to the gas ejection portion.
본 발명의 한 실시예에서, 가스 공급 조절기는 유량 제어 밸브를 구비하여 가스 분출부로 공급되는 가스의 양을 용이하게 제어할 수 있다. 여기서, 유량 제어 밸브는 가스의 유량을 제어하는 밸브를 의미한다.In one embodiment of the present invention, the gas supply regulator includes a flow control valve to easily control the amount of gas supplied to the gas ejection portion. Here, the flow control valve means a valve for controlling the flow rate of the gas.
본 발명의 한 실시예에서, 가스 공급 조절기는 탄소-포함 가스의 공급 압력, 공급 범위, 공급량, 등의 중요한 요소를 적절히 조절함으로써 그래핀의 생성 정도를 조절할 수 있다.
In one embodiment of the present invention, the gas supply regulator can regulate the degree of formation of graphene by appropriately adjusting important factors such as the supply pressure of the carbon-containing gas, the supply range, the supply amount, and the like.
본 발명의 한 실시예에서, 가스 분출부는 노즐모듈을 구비하며, 상기 노즐모듈은 솔레노이드를 구비하는 노즐모듈이 구비될 수 있다.In an embodiment of the present invention, the gas ejecting portion includes a nozzle module, and the nozzle module may be provided with a nozzle module having a solenoid.
본 발명의 한 실시예에서, 가스 분출부는 솔레노이드 분사 시스템을 구비할 수 있다. 본 발명의 한 실시예에서, 솔레노이드 분사 시스템은 솔레노이드를 구비하는 분사시스템이 구비될 수 있다. 또는, 본 발명의 한 실시예에서, 솔레노이드 분사 시스템은 솔레노이드를 구비하는 노즐모듈이 구비될 수 있다.In one embodiment of the invention, the gas ejector may comprise a solenoid ejection system. In one embodiment of the present invention, the solenoid injection system may be provided with a injection system having a solenoid. Alternatively, in an embodiment of the present invention, the solenoid injection system may be provided with a nozzle module having a solenoid.
본 발명의 한 실시예에서, 솔레노이드를 구비하는 노즐모듈은 가스를 순간적으로 무촉매 저온 기판 성장 그래핀 제조 장치 내부에 분출하는 장치로 아주 작은 구멍과 이를 여닫는 장치로 구성되는 것을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있습니다.In one embodiment of the present invention, the nozzle module including the solenoid is an apparatus for instantaneously ejecting gas into the inside of the apparatus for manufacturing a non-catalytic low-temperature substrate growth grains, and comprises a very small hole and a device for opening and closing it You can.
본 발명의 한 실시예에서, 솔레노이드를 구비하는 노즐모듈은 가스를 순간적으로 무촉매 저온 기판 성장 그래핀 제조 장치 내부에 분출하는 장치로 아주 작은 구멍과 이를 여닫는 장치와 니들(needle)로 구성되는 것을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있습니다.In one embodiment of the present invention, the nozzle module including the solenoid is an apparatus for instantaneously injecting gas into the inside of the apparatus for manufacturing a non-catalytic low-temperature substrate growth graphene, which comprises a very small hole, a device for opening and closing it, and a needle It can be characterized as including.
본 발명의 한 실시예에서, 솔레노이드 분사 시스템은 무촉매 저온 기판 성장 그래핀 제조 장치의 제어 장치로 조절된다.In one embodiment of the present invention, the solenoid injection system is controlled by a control device of the apparatus for producing a non-catalytic low temperature substrate growth graphene.
본 발명의 한 실시예에서, 노즐의 형태는 원형이나 사각형, 직사각형, 등의 형태를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
In one embodiment of the present invention, the shape of the nozzle may include, but is not limited to, a circle, a square, a rectangle, and the like.
본 발명의 한 실시예에서, 솔레노이드 분사 시스템은 탄소-포함 가스의 분사량을 조절한다.
In one embodiment of the present invention, the solenoid injection system regulates the injection amount of the carbon-containing gas.
본 발명의 한 실시예에서, 솔레노이드 분사 시스템의 배치는 바둑판 형태의 배치를 기본적으로 채택할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.In one embodiment of the present invention, the arrangement of the solenoid injection system may basically adopt a grid-like arrangement, but is not limited thereto.
본 발명의 한 실시예에서, 솔레노이드 분사 시스템의 배치는 매트릭스형태의 배치를 기본적으로 채택할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.In one embodiment of the present invention, the arrangement of the solenoid injection system may basically adopt a matrix-like arrangement, but is not limited thereto.
본 발명의 한 실시예에서, 솔레노이드 분사 시스템은 하기와 같은 작동순서를 구비한다. (1). 전압의 인가(전류 연결), (2). 솔레노이드 밸브 모듈 작동, (3). 피스톤 모듈 작동, (4). 니들(needle) 열림, (5). 가스분사, 로 구성되는 상기 (1) 내지 (5) 의 순서로 작동한다.In one embodiment of the present invention, the solenoid injection system has the following operation sequence. (One). Voltage application (current connection), (2). Solenoid valve module operation, (3). Piston module operation, (4). Needle opening, (5). (1) to (5), which consist of gas injection, and the like.
본 발명의 한 실시예에서, 솔레노이드 분사 시스템은 하기와 같은 작동순서를 구비한다. (1). 전압의 차단(전류 차단), (2). 솔레노이드 밸브 모듈 정지, (3). 피스톤 모듈 정지, (4). 니들(needle) 닫힘, (5). 가스분사 정지, 로 구성되는 상기 (1) 내지 (5) 의 순서로 작동한다.In one embodiment of the present invention, the solenoid injection system has the following operation sequence. (One). Voltage interruption (current interruption), (2). Solenoid valve module stop, (3). Piston module stop, (4). Needle closure, (5). (1) to (5) in which the gas injection stop is performed.
본 발명의 한 실시예에서, 솔레노이드는 전류가 코일에 공급되었을 때 코일 내부의 플런저를 움직여, 기계적인 움직임을 구비하는 구성을 포함하는 장치를 의미한다.In one embodiment of the present invention, a solenoid refers to a device that includes a configuration that moves a plunger within a coil when a current is applied to the coil to provide mechanical movement.
본 발명의 한 실시예에서, 솔레노이드는 전류가 코일에 공급되었을 때 코일 내부의 플런저를 움직여, 기계적인 움직임을 구비하는 구성을 포함하는 모듈을 의미한다.In one embodiment of the present invention, a solenoid refers to a module that includes a configuration that moves a plunger within a coil when a current is applied to the coil and has mechanical motion.
본 발명의 한 실시예에서, 솔레노이드 분사 시스템은 반복분사로 인한 가스의 변화를 감지해 그 차이를 감안한 정밀한 분사제어가 가능하다. 이러한 정밀한 분사제어는 솔레노이드 분사 시스템의 반복분사로 인한 가스의 변화를 검출하여, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀 제조 장치의 제어 장치에서 분석 후 판단하며, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀 제조 장치의 제어 장치에서 그 차이를 감안한 정밀한 분사제어를 하는 것으로 의미될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the solenoid injection system senses a change in gas due to repetitive injection, and enables precise injection control in consideration of the difference. This precise injection control detects the change of the gas due to the repetitive injection of the solenoid injection system and determines the result after analysis in the control apparatus of the apparatus for producing no-catalyst low temperature substrate growth grains. Can be regarded as performing precise injection control taking the difference into consideration.
본 발명의 한 실시예에서, 가스의 변화를 검출하는 것은 압력 측정 센서로 분출되는 가스의 압력변화를 실시간 또는/및 간헐적으로 검출하는 것을 의미할 수 있다.In one embodiment of the present invention, detecting a change in gas may mean detecting a change in pressure of the gas ejected to the pressure measurement sensor in real time and / or intermittently.
본 발명의 한 실시예에서, 솔레노이드 분사 시스템은 탄소-포함 가스의 공급 범위, 공급량, 등의 중요한 요소를 적절히 조절함으로써 그래핀의 생성 정도를 조절할 수 있다.
In one embodiment of the present invention, the solenoid injection system can control the degree of formation of graphene by appropriately adjusting important factors such as the supply range of the carbon-containing gas, the supply amount, and the like.
본 발명의 한 실시예에서, 가스 분출부는 노즐모듈을 구비하며, 상기 노즐모듈은 피에조 액츄에이터(예를들어, 피에조 일렉트릭 액츄에이터)를 구비하는 노즐모듈이나 피에조 노즐모듈이 구비될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the gas ejector has a nozzle module, and the nozzle module may be provided with a nozzle module or piezo nozzle module having a piezo actuator (for example, a piezo electric actuator).
본 발명의 한 실시예에서, 피에조 액츄에이터(예를들어, 피에조 일렉트릭 액츄에이터)는 피에조 세라믹 층과 전극층을 포함하되, 상기 피에조 세라믹 층과 전극층은 한 층의 상부에 다른 한 층이 위치되도록, 서로 어긋나게 맞추도록 배열되어 포함되는 것을 특징으로 할 수 있다.In one embodiment of the present invention, a piezoelectric actuator (e.g., a piezoelectrical actuator) includes a piezo ceramic layer and an electrode layer, wherein the piezo ceramic layer and the electrode layer are arranged such that one layer is on top of one layer, And are arranged in such a manner as to be aligned with each other.
본 발명의 한 실시예에서, 피에조 액츄에이터(예를들어, 피에조 일렉트릭 액츄에이터)는 피에조 크리스탈 물질을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있으나, 피에조 물질이라는 점에 있어서 이에 한정되지는 않는다.In one embodiment of the present invention, the piezo actuator (e.g., piezo electric actuator) may be characterized as comprising a piezo crystal material, but is not limited in that it is a piezo material.
본 발명의 한 실시예에서, 가스 분출부는 피에조 분사 시스템을 구비할 수 있다. 본 발명의 한 실시예에서, 피에조 분사 시스템은 피에조 액츄에이터(예를들어, 피에조 일렉트릭 액츄에이터)를 구비하는 분사시스템을 구비할 수 있다. 또는, 본 발명의 한 실시예에서, 피에조 분사 시스템은 피에조 액츄에이터(예를들어, 피에조 일렉트릭 액츄에이터)를 구비하는 노즐모듈이나 피에조 노즐모듈이 구비될 수 있다.In one embodiment of the invention, the gas ejection portion may comprise a piezo injection system. In one embodiment of the invention, the piezo injection system may comprise a injection system with a piezo actuator (e.g. piezo electric actuator). Alternatively, in one embodiment of the present invention, the piezo injection system may be provided with a nozzle module or piezo nozzle module having a piezo actuator (e.g., piezo electric actuator).
본 발명의 한 실시예에서, 피에조 분사 시스템은 분사시간을 100 마이크로초 이하로 작동시간을 조절할 수 있기에 기판층에 있어서 탄소-포함 가스의 농도 분포 가운데, 기판의 표면에 평행한 방향의 농도 분포를 불균일하게 하는데 유용하다.
In one embodiment of the present invention, the piezo injection system is capable of adjusting the operation time to 100 microseconds or less so that the concentration distribution of the carbon-containing gas in the substrate layer in a direction parallel to the surface of the substrate It is useful for non-uniformity.
본 발명의 한 실시예에서, 피에조 분사 시스템은 분사되는 시간을 종래의 노즐시스템보다 줄여줌으로서 분사시기를 정밀제어 할 수 있으며, 종래의 노즐시스템보다 소음 및 진동의 발생도 현저히 적다.In one embodiment of the invention, the piezo injection system can precisely control the injection timing by reducing the time of injection compared to the conventional nozzle system, and significantly less noise and vibration than conventional nozzle systems.
본 발명의 한 실시예에서, 피에조 분사 시스템은 반복분사로 인한 가스의 변화를 감지해 그 차이를 감안한 정밀한 분사제어가 가능하다. 이러한 정밀한 분사제어는 피에조 분사 시스템의 반복분사로 인한 가스의 변화를 검출하여, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀 제조 장치의 제어 장치에서 분석 후 판단하며, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀 제조 장치의 제어 장치에서 그 차이를 감안한 정밀한 분사제어를 하는 것으로 의미될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the piezo injection system senses a change in gas due to repetitive injection and enables precise injection control taking into account the difference. This precise injection control detects the change of the gas due to the repetitive injection of the piezo injection system and makes a determination after analysis in the control device of the apparatus for manufacturing a non-catalytic low temperature substrate growth graphen. Can be regarded as performing precise injection control taking the difference into consideration.
본 발명의 한 실시예에서, 가스의 변화를 검출하는 것은 압력 측정 센서로 분출되는 가스의 압력변화를 실시간 또는/및 간헐적으로 검출하는 것을 의미할 수 있다.
In one embodiment of the present invention, detecting a change in gas may mean detecting a change in pressure of the gas ejected to the pressure measurement sensor in real time and / or intermittently.
본 발명의 한 실시예에서, 피에조 분사 시스템은 하기와 같은 작동순서를 구비한다. (1). 전기충전(또는 전압의 인가), (2). 피에조 액츄에이터 작동, (3). 유압 커플러 유압 증가, (4). 압력 제어 벨브 열림, (5). 니들(needle) 열림, (6). 가스분사, 로 구성되는 상기 (1) 내지 (6) 의 순서로 작동한다.In one embodiment of the invention, the piezo injection system has the following sequence of operations. (One). Electric charging (or application of voltage), (2). Piezo actuator operation, (3). Hydraulic coupler hydraulic pressure increase, (4). Pressure control valve open, (5). Needle opening, (6). (1) to (6), which consist of gas injection, and gas injection.
본 발명의 한 실시예에서, 피에조 분사 시스템은 하기와 같은 작동순서를 구비한다. (1). 전기방전(또는 전압의 차단), (2). 피에조 액츄에이터 정지, (3). 유압 커플러 유압 감소, (4). 압력 제어 벨브 닫힘, (5). 니들(needle) 닫힘, (6). 가스분사 정지, 로 구성되는 상기 (1) 내지 (6) 의 순서로 작동한다.In one embodiment of the invention, the piezo injection system has the following sequence of operations. (One). Electric discharge (or interruption of voltage), (2). Piezo actuator stop, (3). Hydraulic coupler hydraulic pressure reduction, (4). Pressure control valve closed, (5). Needle closure, (6). (1) to (6) in which the gas injection is stopped.
본 발명의 한 실시예에서, 피에조 분사 시스템의 배치는 바둑판 형태의 배치를 기본적으로 채택할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.In one embodiment of the present invention, the arrangement of the piezo injection system can basically adopt a grid-like arrangement, but is not limited thereto.
본 발명의 한 실시예에서, 피에조 분사 시스템의 배치는 매트릭스형태의 배치를 기본적으로 채택할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.In one embodiment of the present invention, the arrangement of the piezo injection system can basically adopt a matrix-like arrangement, but is not limited thereto.
본 발명의 한 실시예에서, 피에조 분사 시스템은 무촉매 저온 기판 성장 그래핀 제조 장치의 제어 장치로 조절된다.In one embodiment of the present invention, the piezo injection system is controlled by a control device of the apparatus for producing no-catalyst low temperature substrate growth grains.
본 발명의 한 실시예에서, 피에조 분사 시스템은 탄소-포함 가스의 분사량을 조절한다.In one embodiment of the invention, the piezo injection system regulates the amount of carbon-containing gas injected.
본 발명의 한 실시예에서, 노즐의 형태는 원형이나 사각형, 직사각형, 등의 형태를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
In one embodiment of the present invention, the shape of the nozzle may include, but is not limited to, a circle, a square, a rectangle, and the like.
본 발명의 한 실시예에서, 피에조 분사 시스템은 탄소-포함 가스의 공급 범위, 공급량, 등의 중요한 요소를 적절히 조절함으로써 그래핀의 생성 정도를 조절할 수 있다.
In one embodiment of the present invention, the piezo injection system can control the degree of graphene formation by appropriately adjusting important components such as the supply range, feed rate, etc. of the carbon-containing gas.
본 발명의 한 실시예에서, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀 제조 장치는 여러가지 검출장치를 더 구비할 수 있다. 그러한 예로는, 포토 검출 장치를 구비하여 무촉매 저온 기판 성장 그래핀이 구비되는 기판의 상황을 검출 또는/및 판별하는 장치를 구비할 수 있다.
In one embodiment of the present invention, the apparatus for producing a non-catalytic low-temperature substrate growth graphene may further comprise various detection devices. Such an example may include an apparatus for detecting and / or discriminating the state of a substrate provided with a photodetector and equipped with a non-catalytic low-temperature substrate growth graphene.
본 발명의 한 실시예에서, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀 제조 장치는 웨이퍼나 기판을 저장장치로부터 반입 및 저장장치로 반출하는 기구(장치)를 자세하게 기술하거나 도식화하지 않더라도, 상기 웨이퍼나 기판을 저장장치로부터 반입 및 저장장치로 반출하는 기구(장치)가 무촉매 저온 기판 성장 그래핀 제조 장치에 구비되는 것은 당업자에게 잘알려져 있고 따라서 본 발명에서는 자세히 기술하지 않을 수 있다. 여기서, 상기 저장장치는 웨이퍼나 기판이 저장되어 웨이퍼이송시스템으로 이송되는 저장장치를 의미할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the apparatus for producing a non-catalytic low-temperature substrate growth graphene may be configured to store the wafer or substrate in a storage device, It is well known to those skilled in the art that an apparatus (device) for carrying out the transfer from the apparatus to the carrying-in and storage apparatus is provided in the non-catalytic low temperature substrate grafting apparatus, and therefore it may not be described in detail in the present invention. Here, the storage device may refer to a storage device in which a wafer or a substrate is stored and transferred to the wafer transfer system.
본 발명의 한 실시예에서, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀 제조 장치는 웨이퍼나 기판을 무촉매 저온 기판 성장 그래핀 제조 장치 내부로 반입 및 무촉매 저온 기판 성장 그래핀 제조 장치 외부로 반출하는 기구(장치)를 자세하게 기술하거나 도식화하지 않더라도, 상기 웨이퍼나 기판을 무촉매 저온 기판 성장 그래핀 제조 장치 내부로 반입 및 무촉매 저온 기판 성장 그래핀 제조 장치 외부로 반출하는 기구(장치)가 무촉매 저온 기판 성장 그래핀 제조 장치에 구비되는 것은 당업자에게 잘알려져 있고 따라서 본 발명에서는 자세히 기술하지 않을 수 있다.
In one embodiment of the present invention, the apparatus for manufacturing a non-catalytic low-temperature substrate growth graphene includes a mechanism for carrying a wafer or a substrate into the apparatus for manufacturing a non-catalytic low-temperature substrate growth graphene, (Apparatus) that transports the wafer or the substrate to the inside of the apparatus for manufacturing a non-catalytic low-temperature substrate growth graphene and takes it out to the outside of the apparatus for manufacturing a non-catalytic low-temperature substrate growing graphene, It is well known to those skilled in the art that it is provided in a growth graphene production apparatus and therefore may not be described in detail in the present invention.
본 발명의 한 실시예에서, 웨이퍼나 기판을 저장장치로부터 반입 및 저장장치로 반출하는 기구(장치)는 웨이퍼핸들러(또는 웨이퍼 이송 로봇)를 의미할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.In one embodiment of the present invention, an apparatus (device) for carrying a wafer or substrate from a storage device to a carry-in and storage device may mean, but is not limited to, a wafer handler (or wafer transfer robot).
본 발명의 한 실시예에서, 웨이퍼나 기판을 무촉매 저온 기판 성장 그래핀 제조 장치 내부로 반입 및 무촉매 저온 기판 성장 그래핀 제조 장치 외부로 반출하는 기구(장치)는 웨이퍼핸들러(또는 웨이퍼 이송 로봇)를 의미할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
In an embodiment of the present invention, a mechanism (device) for bringing a wafer or a substrate into the non-catalyst low temperature substrate grafting apparatus and taking it out of the apparatus is a wafer handler (or a wafer transfer robot ), But is not limited thereto.
본 발명의 한 실시예에서, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀 제조 장치는 여러 장치들을 추가 포함할 수 있으나, 기본적으로 탄소-포함 가스를 공급하고 500℃ 이하의 저온에서 유도결합플라즈마 화학기상증착(ICP-CVD)을 수행하여, 탄화수소 라디칼(hydrocarbon radicals)의 흡착(adsorb), 확산(diffuse) 및 기판의 표면 상에 핵으로 발생하게 되는 반 데르 발스 유형의 헤테로 에피 택셜 성장(heteroepitaxial growth) 타입으로, 촉매층을 구비하지 않은 상태로 기판상에 그래핀을 성장시키는 단계를 수행하는 것이다.
In one embodiment of the present invention, the apparatus for producing a non-catalytic low-temperature substrate growth graphene may additionally include a plurality of devices, but it is also possible to supply carbon-containing gas basically and perform inductively coupled plasma chemical vapor deposition Is a heteroepitaxial growth type of van der Waals type that occurs by adsorbing, diffusing hydrocarbon radicals and generating nuclei on the surface of a substrate by performing a chemical vapor deposition (CVD) And a step of growing the graphene on the substrate without the catalyst layer.
본 발명의 한 실시예에서, 무촉매 저온 기판 성장 그래핀 제조 장치는 여러 장치들을 추가 포함할 수 있으나, 기본적으로 탄소-포함 가스를 공급하고 500℃ 이하의 저온에서 유도결합플라즈마 화학기상증착(ICP-CVD)을 수행하여, 탄화수소 라디칼(hydrocarbon radicals)의 흡착(adsorb), 확산(diffuse) 및 기판의 표면 상에 핵으로 발생하게 되는 반 데르 발스 유형의 성장 타입으로, 촉매층을 구비하지 않은 상태로 기판상에 그래핀을 성장시키는 단계를 수행하는 것이다.In one embodiment of the present invention, the apparatus for producing a non-catalytic low-temperature substrate growth graphene may additionally include a plurality of devices, but it is also possible to supply carbon-containing gas basically and perform inductively coupled plasma chemical vapor deposition (CVD) is carried out to form a van der Waals type growth type in which hydrocarbon radicals are adsorbed, diffused, and nucleated on the surface of a substrate. To grow graphene on the substrate.
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본 발명의 한 실시예에서, 본 발명은In one embodiment of the present invention,
탄소-포함 가스를 공급하는 가스 공급부;A gas supply unit for supplying a carbon-containing gas;
상기 가스 공급부로부터 상기 탄소-포함 가스를 공급 받아 분출하는 가스 분출부;A gas spouting unit that receives the carbon-containing gas from the gas supply unit and ejects the carbon-containing gas;
상기 가스 분출부로부터 분출된 탄소-포함 가스와 접하도록 배치된 기판층을 구비하는 기판; 및A substrate having a substrate layer disposed in contact with the carbon-containing gas ejected from the gas ejection portion; And
상기 분출된 탄소-포함 가스와 접하는 기판층을 구비하는 기판의 영역을 가열하도록 배치된 가열 장치; 및A heating device arranged to heat a region of the substrate having a substrate layer in contact with the ejected carbon-containing gas; And
고주파 전력을 인가함으로써 형성되는 유도자장에 의해 챔버 내에 플라즈마를 형성하는 유도결합플라즈마(Inductively Coupled Plasma) 형성 장치; 를 An inductively coupled plasma (hereinafter referred to as " inductively coupled plasma ") forming apparatus that forms plasma in a chamber by an induction field formed by applying a high frequency power; To
포함하는 것을 특징으로 하는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀 제조 장치를 구비한다.
A low-temperature substrate-growth-graphene-producing apparatus.
본 발명의 한 실시예에서, 본 발명은In one embodiment of the present invention,
탄소-포함 가스를 공급하는 가스 공급부;A gas supply unit for supplying a carbon-containing gas;
상기 가스 공급부로부터 상기 탄소-포함 가스를 공급 받아 분출하는 가스 분출부;A gas spouting unit that receives the carbon-containing gas from the gas supply unit and ejects the carbon-containing gas;
상기 가스 분출부로부터 분출된 탄소-포함 가스와 접하도록 배치된 기판층을 구비하는 기판; 및A substrate having a substrate layer disposed in contact with the carbon-containing gas ejected from the gas ejection portion; And
상기 분출된 탄소-포함 가스와 접하는 기판층을 구비하는 기판의 영역을 가열하도록 배치된 가열 장치; 및A heating device arranged to heat a region of the substrate having a substrate layer in contact with the ejected carbon-containing gas; And
고주파 전력을 인가함으로써 형성되는 유도자장에 의해 플라즈마를 형성하는 유도결합플라즈마(Inductively Coupled Plasma) 형성 장치; 를 An inductively coupled plasma (hereinafter referred to as " inductively coupled plasma ") forming apparatus that forms a plasma by an induction magnetic field formed by applying a high frequency power; To
포함하는 것을 특징으로 하는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀 제조 장치를 구비한다.
A low-temperature substrate-growth-graphene-producing apparatus.
본 발명의 한 실시예에서, 본 발명은In one embodiment of the present invention,
가스 공급부로부터 가스 분출부로 공급되는 가스의 유량을 조절하도록 상기 가스 공급부에 연결된 가스 공급 조절기를 더 포함하는 것; 을 특징으로 하는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀 제조 장치를 구비한다.
Further comprising a gas supply regulator connected to the gas supply to regulate the flow rate of the gas supplied from the gas supply to the gas spout; Temperature low-temperature substrate growth graphene production apparatus.
본 발명의 한 실시예에서, 가스 공급 조절기는 솔레노이드 밸브를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
In one embodiment of the invention, the gas supply regulator may be characterized as comprising a solenoid valve.
본 발명의 한 실시예에서, 가스 분출부는 In one embodiment of the present invention,
탄소-포함 가스가 수용되는 저장부, 및 A reservoir in which a carbon-containing gas is contained, and
탄소-포함 가스를 분출하는 노즐부를 포함하는 것; 을 특징으로 한다.
Comprising a nozzle portion for ejecting a carbon-containing gas; .
본 발명의 한 실시예에서, 가스 분출부는 In one embodiment of the present invention,
탄소-포함 가스가 수용되는 저장부, 및 A reservoir in which a carbon-containing gas is contained, and
탄소-포함 가스를 분출하는 피에조 분사 시스템을 포함하는 것; 을 특징으로 한다.
Comprising a piezo injection system for ejecting carbon-containing gas; .
본 발명의 한 실시예에서, 가스 분출부는In one embodiment of the present invention,
탄소-포함 가스가 수용되는 저장부, 및 A reservoir in which a carbon-containing gas is contained, and
탄소-포함 가스를 분출하는 솔레노이드 분사 시스템을 포함하는 것; 을 특징으로 한다.
Comprising a solenoid injection system for ejecting carbon-containing gas; .
본 발명의 한 실시예에서, 가스 분출부는In one embodiment of the present invention,
탄소-포함 가스가 수용되는 저장부, 및 A reservoir in which a carbon-containing gas is contained, and
탄소-포함 가스를 일정온도로 가열하는 가열부, 및 A heating section for heating the carbon-containing gas to a predetermined temperature, and
탄소-포함 가스를 분출하는 피에조 분사 시스템을 포함하는 것; 을 특징으로 한다.
Comprising a piezo injection system for ejecting carbon-containing gas; .
본 발명의 한 실시예에서, 가스 분출부는In one embodiment of the present invention,
탄소-포함 가스가 수용되는 저장부, 및 A reservoir in which a carbon-containing gas is contained, and
탄소-포함 가스를 일정온도로 가열하는 가열부, 및 A heating section for heating the carbon-containing gas to a predetermined temperature, and
탄소-포함 가스를 분출하는 솔레노이드 분사 시스템을 포함하는 것; 을 특징으로 한다.
Comprising a solenoid injection system for ejecting carbon-containing gas; .
본 발명의 한 실시예에서, 가스 분출부에 구비되는 가열부는 탄소-포함 가스를 활성화 탄소가 쉽게 형성될 수 있도록 일정온도로 가열하는 것을 특징으로 할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the heating unit provided in the gas ejection unit may be characterized in that the carbon-containing gas is heated to a predetermined temperature so that the activated carbon can be easily formed.
본 발명의 한 실시예에서, 가스 분출부에 구비되는 가열부는 탄소-포함 가스를 일정온도로 가열하는 것을 특징으로 할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the heating portion provided in the gas ejecting portion may be characterized by heating the carbon-containing gas to a predetermined temperature.
본 발명의 한 실시예에서, 가스 분출부에 구비되는 가열부는 열선을 구비하는 것을 특징으로 할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.In an embodiment of the present invention, the heating unit included in the gas ejecting unit may include a heating wire, but the present invention is not limited thereto.
본 발명의 한 실시예에서, 가스 분출부에 구비되는 가열부는 기판 성장 그래핀 제조 장치의 제어 장치로 제어되는 것; 을 특징으로 한다.
In one embodiment of the present invention, the heating section provided in the gas ejection section is controlled by a control device of the substrate growth graphene production apparatus; .
본 발명의 한 실시예에서, 가스 분출부는In one embodiment of the present invention,
기판층을 구비하는 기판의 영역에 대응하는 영역을 포함하는 형태로 구비되는 것; 을 특징으로 한다.
Including a region corresponding to a region of a substrate having a substrate layer; .
본 발명의 한 실시예에서, 가열 장치는 In one embodiment of the present invention,
기판층을 구비하는 기판의 영역에 대응하는 영역을 포함하는 형태로 구비되는 것; 을 특징으로 한다.
Including a region corresponding to a region of a substrate having a substrate layer; .
본 발명의 한 실시예에서, 유도결합플라즈마(Inductively Coupled Plasma) 형성 장치는 가스 분출부와 같은 공간내에 구비되는 것; 을 특징으로 한다.
In one embodiment of the present invention, an apparatus for forming an inductively coupled plasma (hereinafter referred to as " inductively coupled plasma ") is provided in a space such as a gas ejector; .
본 발명의 한 실시예에서, 가스 분출부는 이동하면서 가스를 분출하는 것; 을 특징으로 한다.
In one embodiment of the present invention, the gas ejection portion ejects gas while moving; .
본 발명의 한 실시예에서, 본 발명은In one embodiment of the present invention,
기판층을 구비하는 기판의 위치를 조절하는 것; 을 특징으로 하는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀 제조 장치를 구비한다.
Adjusting the position of the substrate having the substrate layer; Temperature low-temperature substrate growth graphene production apparatus.
본 발명의 한 실시예에서, 본 발명은In one embodiment of the present invention,
무촉매 저온 기판 성장 그래핀이 균일하게 성장하여 일정하게 배열될 수 있도록 하기 위하여, 일정 속도로 서서히 냉각시키는 냉각부를 더 포함하는 것; 을 특징으로 하는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀 제조 장치를 구비한다.
Further comprising a cooling unit for gradually cooling at a constant rate so that the non-catalyst low temperature substrate growth grains can uniformly grow and be uniformly arranged; Temperature low-temperature substrate growth graphene production apparatus.
본 발명의 한 실시예에서, 본 발명은 무촉매 저온 기판 성장 그래핀 제조 장치를 포함하여 구비되는 것; 을 특징으로 하는 공정 플랫폼을 구비한다.
In one embodiment of the present invention, the present invention is embodied in an apparatus for manufacturing a non-catalytic low temperature substrate growth graphene; And a process platform.
본 발명의 한 실시예에서, 본 발명은In one embodiment of the present invention,
탄소-포함 가스가 수용되는 저장부, 및 A reservoir in which a carbon-containing gas is contained, and
탄소-포함 가스를 일정온도로 가열하는 가열부, 및A heating section for heating the carbon-containing gas to a predetermined temperature, and
솔레노이드 분사 시스템을 포함하는 것; 을 특징으로 하는 가스 분출부를 구비한다.
Including solenoid injection systems; And a gas discharge portion.
본 발명의 한 실시예에서, In one embodiment of the present invention,
솔레노이드 분사 시스템은 The solenoid injection system
기판층에 있어서 탄소-포함 가스의 농도 분포 가운데, 기판의 표면에 평행한 방향의 농도 분포를 불균일하게 하는 것; 을 특징으로 한다.
The concentration distribution of the carbon-containing gas in the direction parallel to the surface of the substrate among the concentration distribution of the carbon-containing gas in the substrate layer; .
본 발명의 한 실시예에서,In one embodiment of the present invention,
솔레노이드 분사 시스템은 기판 성장 그래핀 제조 장치의 제어 장치로 조절되는 것; 을 특징으로 한다.
The solenoid injection system being controlled by a controller of the substrate growth graphene production apparatus; .
본 발명의 한 실시예에서, 본 발명은In one embodiment of the present invention,
탄소-포함 가스가 수용되는 저장부, 및 A reservoir in which a carbon-containing gas is contained, and
탄소-포함 가스를 일정온도로 가열하는 가열부, 및A heating section for heating the carbon-containing gas to a predetermined temperature, and
피에조 일렉트릭 액츄에이터가 구비되는 피에조 분사 시스템을 포함하는 것; 을 특징으로 하는 가스 분출부를 구비한다.
Comprising a piezo injection system with a piezo electric actuator; And a gas discharge portion.
본 발명의 한 실시예에서,In one embodiment of the present invention,
피에조 일렉트릭 액츄에이터는Piezoelectric actuators
피에조 세라믹 층과 전극층을 포함하되, 상기 피에조 세라믹 층과 전극층은 한 층의 상부에 다른 한 층이 위치되도록, 서로 어긋나게 맞추도록 배열되어 포함되는 것; 을 특징으로 한다.
A piezoelectric ceramic layer and an electrode layer, wherein the piezoelectric ceramic layer and the electrode layer are arranged so as to be shifted from each other such that another layer is positioned on top of one layer; .
본 발명의 한 실시예에서,In one embodiment of the present invention,
피에조 분사 시스템은 무촉매 저온 기판 성장 그래핀 제조 장치의 제어 장치로 조절되는 것; 을 특징으로 한다.
The piezo injection system being controlled by a controller of a non-catalytic low temperature substrate growth graphene production apparatus; .
본 발명의 한 실시예에서, In one embodiment of the present invention,
피에조 분사 시스템은 The piezo injection system
기판층에 있어서 탄소-포함 가스의 농도 분포 가운데, 기판의 표면에 평행한 방향의 농도 분포를 불균일하게 하는 것; 을 특징으로 한다.
The concentration distribution of the carbon-containing gas in the direction parallel to the surface of the substrate among the concentration distribution of the carbon-containing gas in the substrate layer; .
본 발명의 한 실시예에서, 본 발명은In one embodiment of the present invention,
가스 분출부, 및A gas ejection portion, and
기판층을 구비하는 기판, 및A substrate having a substrate layer, and
가열 장치, 및Heating device, and
유도결합플라즈마(Inductively Coupled Plasma) 형성 장치를 수용하는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀 제조 장치 외각부를 구비하는 것; 을 특징으로 하는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀 제조 장치를 구비한다.
A low-temperature substrate growth-graphene manufacturing apparatus external to the apparatus for accommodating an inductively coupled plasma ("inductively coupled plasma") forming apparatus; Temperature low-temperature substrate growth graphene production apparatus.
본 발명의 한 실시예에서, In one embodiment of the present invention,
무촉매 저온 기판 성장 그래핀 제조 장치 외각부는 배기 장치를 구비하는 것; 을 특징으로 한다.
A non-catalytic low-temperature substrate-growing graphene production apparatus comprising an exhaust unit having an exhaust device; .
본 발명의 한 실시예에서, In one embodiment of the present invention,
무촉매 저온 기판 성장 그래핀 제조 장치 외각부는 배기 장치 및 진공유지장치를 구비하는 것; 을 특징으로 한다.
A non-catalytic low-temperature substrate growing graphene manufacturing apparatus comprising an exhaust unit and a vacuum holding unit; .
본 발명의 한 실시예에서, In one embodiment of the present invention,
무촉매 저온 기판 성장 그래핀 제조 장치 외각부는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀 제조 장치 내부를 일정한 진공도로 유지하는 진공유지장치를 구비하는 것; 을 특징으로 한다.
A non-catalytic low-temperature substrate growth outer surface of the graphene manufacturing apparatus includes a vacuum holding device for maintaining a non-catalytic low-temperature substrate growth graphene manufacturing apparatus at a predetermined degree of vacuum; .
본 발명의 한 실시예에서,In one embodiment of the present invention,
무촉매 저온 기판 성장 그래핀 제조 장치 외각부는Non-Catalytic Low-Temperature Substrate Growth
로드-잠금 챔버(load-locked chamber) 위치결정공정, 롤투롤 위치결정공정, 중 선택되는 위치결정공정방법과 연결되는 것; 을 특징으로 한다.
Linked to a method of positioning selected from a load-locked chamber positioning process, a roll-to-roll positioning process, or the like; .
본 발명의 한 실시예에서,In one embodiment of the present invention,
무촉매 저온 기판 성장 그래핀 제조 장치 외각부는Non-Catalytic Low-Temperature Substrate Growth
대기압웨이퍼이송시스템, 진공웨이퍼이송시스템, 중 선택되는 위치결정공정방법과 연결되는 것; 을 특징으로 한다.
Connected to atmospheric pressure wafer transfer system, vacuum wafer transfer system, selected locating process method; .
본 발명의 한 실시예에서, 본 발명은In one embodiment of the present invention,
탄소-포함 가스를 공급 받아 분출하는 단계; 및Supplying and discharging a carbon-containing gas; And
500℃ 이하의 온도에서 유도결합플라즈마 화학기상증착(Inductively Coupled Plasma-Chemical Vapor Deposition; ICP-CVD)을 수행하는 단계; 및Performing inductively coupled plasma-chemical vapor deposition (ICP-CVD) at a temperature of 500 ° C or lower; And
탄화수소 라디칼(hydrocarbon radicals)의 흡착(adsorb), 확산(diffuse) 및 기판의 표면 상에 핵으로 발생하게 되는 반 데르 발스 유형의 헤테로 에피 택셜 성장(heteroepitaxial growth) 타입으로, 촉매층을 구비하지 않은 상태로 기판상에 그래핀을 성장시키는 단계; 를 포함하되,In the heteroepitaxial growth type of van der Waals type which is generated nuclei on the surface of the substrate by adsorbing and diffusing the hydrocarbon radicals, Growing graphene on a substrate; , ≪ / RTI &
상기 단계들은 무촉매 저온 기판 성장 그래핀 제조 장치의 제어 장치로 제어되는 것; 을 특징으로 하는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법을 구비한다.
The steps being controlled by a controller of the apparatus for producing a non-catalytic low temperature substrate growth graphene; The method comprising the steps of:
본 발명의 한 실시예에서, 본 발명은In one embodiment of the present invention,
탄소-포함 가스를 공급 받아 분출하는 단계; 및Supplying and discharging a carbon-containing gas; And
500℃ 이하의 온도에서 유도결합플라즈마 화학기상증착(Inductively Coupled Plasma-Chemical Vapor Deposition; ICP-CVD)을 수행하는 단계; 및Performing inductively coupled plasma-chemical vapor deposition (ICP-CVD) at a temperature of 500 ° C or lower; And
탄화수소 라디칼(hydrocarbon radicals)의 흡착(adsorb), 확산(diffuse) 및 기판의 표면 상에 핵으로 발생하게 되는 반 데르 발스 유형의 성장 타입으로, 촉매층을 구비하지 않은 상태로 기판상에 그래핀을 성장시키는 단계; 를 포함하되,Graphene is grown on a substrate in the form of van der Waals-type growth that occurs by adsorbing, diffusing, and nucleating hydrocarbon radicals on the surface of the substrate. ; , ≪ / RTI &
상기 단계들은 무촉매 저온 기판 성장 그래핀 제조 장치의 제어 장치로 제어되는 것; 을 특징으로 하는 무촉매 저온 기판 성장 그래핀의 제조방법을 구비한다.
The steps being controlled by a controller of the apparatus for producing a non-catalytic low temperature substrate growth graphene; The method comprising the steps of:
본 발명의 한 실시예에서, 본 발명은In one embodiment of the present invention,
탄소-포함 가스가 수용되는 저장부, 및 A reservoir in which a carbon-containing gas is contained, and
탄소-포함 가스를 일정온도로 가열하는 가열부, 및A heating section for heating the carbon-containing gas to a predetermined temperature, and
탄소-포함 가스를 분출하는 솔레노이드 분사 시스템을 포함하는 것; 을 특징으로 하는 가스 분출부를 구비한다.
Comprising a solenoid injection system for ejecting carbon-containing gas; And a gas discharge portion.
본 발명의 한 실시예에서, 솔레노이드 분사 시스템은 In one embodiment of the invention, the solenoid injection system
기판층에 있어서 탄소-포함 가스의 농도 분포 가운데, 기판의 표면에 평행한 방향의 농도 분포를 불균일하게 하는 것; 을 특징으로 한다.
The concentration distribution of the carbon-containing gas in the direction parallel to the surface of the substrate among the concentration distribution of the carbon-containing gas in the substrate layer; .
''''
여기서, "기술되다" 는 "대상이나 과정의 내용과 특징이 있는 그대로 열거되거나 기재되어 서술되다"를 의미한다.Here, "to be described" means "to be enumerated or described and described as it is with the contents and features of the object or process".
본 발명은 상위 그룹, 그룹, 그룹의 범위, 그룹의 하위 범위, 그룹의 포함 범위로 기술되었다.The present invention has been described as an upper group, a group, a range of a group, a lower range of a group, and an inclusion range of a group.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 일면에서 상세하게 기술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 일면에서 상세하게 기술되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.Advantages and features of the present invention and methods for accomplishing the same will become apparent with reference to the embodiments described in detail in the foregoing. However, the present invention is not limited to the embodiments described in detail, but may be embodied in various forms.
본 발명에 특별히 기술된 것보다, 일반적으로 알려진 방법, 일반적으로 알려진 장치, 일반적으로 알려진 재료 및 일반적으로 알려진 기술은 불필요한 실험에 의지하지 않고 넓게 드러나 있는 본 발명의 실시예에 적용될 수 있다. 여기서 기술된 방법, 장치, 재료, 순서 그리고 특히 기술적으로 동일하게 알려진 기술은 의도되지 않게 본 발명의 실시예에 적용될 수 있다.Rather than being specifically described herein, generally known methods, generally known devices, generally known materials, and generally known techniques may be applied to embodiments of the present invention that are widely apparent without resort to unnecessary experimentation. The methods, apparatuses, materials, sequences, and particularly techniques known in the art, as described herein, can be applied to embodiments of the present invention without intending to be so.
본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자는 과도한 설명에 의지하지 않고도 본 발명이 실현가능하다는 것을 알 수 있을 것이다.It will be understood by those skilled in the art that the present invention may be practiced without recourse to any undue explanation.
여기서 채용된 용어 및 표현들은 발명의 상세한 설명의 용어로써 사용되나 의미를 제한하는 것은 아니며, 설명되거나 도시된 특징의 용어나 표현을 제한할 의도는 없다. 다만, 본 발명의 청구된 범위 안에서 다양한 변형들이 가능하다. 그러므로, 본 발명이 몇몇 바람직한 실시예들에 의해 기술되었음에도 불구하고 대표적 실시예 및 선택적 특징들, 여기서 기술된 개념의 수정 및 변화가 종래 기술등에 의해 재분류될 수 있다고 이해되어야 하며, 이러한 수정 및 변화들은 첨부된 청구항에 의해 정의된 바와 같이 본 발명의 범위 안에서 고려될 수 있다.The terms and expressions which have been employed herein are used as terms of the detailed description of the invention but are not intended to be limiting and are not intended to limit the terms or expressions of the described or illustrated features. However, various modifications are possible within the scope of the present invention. It is therefore to be understood that, although the present invention has been described by means of some preferred embodiments, it is to be understood that the exemplary embodiments and optional features, modifications and variations of the concepts described herein can be reclassified by conventional techniques and the like, May be considered within the scope of the invention as defined by the appended claims.
여기서 제공된 특정 실시예는 본 발명의 유용한 실시예의 예시이고, 본 발명이 장치들, 구성요소들, 방법단계들의 많은 변화들을 사용하여 수행되어질 수 있다는 것은 명백하다.It is apparent that the specific embodiments provided herein are illustrative of useful embodiments of the present invention and that the present invention may be practiced using many variations of the devices, components, and method steps.
여기서 제시된 본 발명의 유용한 실시예는 다양한 선택적 구성 및 방법 및 단계들을 포함할 수 있다.Useful embodiments of the invention presented herein may include various optional configurations and methods and steps.
여기서 상위 그룹이 기술될 때, 상기 상위 그룹에 포함 가능한 개별 멤버들 및 상기 상위 그룹에 포함 가능한 하위 그룹 조합은, 상기 상위 그룹의 기술된 범위 안에서 실현가능하다. 따라서, 여기서 상위 그룹이 기술될 때, 그것은 포함 가능한 하위 그룹 조합 및 그룹의 개별 멤버들이 각각 포함되어 기술된 것으로 이해되어야 한다. 또한, 여기서 상위 그룹이 기술될 때, 상기 상위 그룹에 포함 가능한 개별 멤버들 및 상기 상위 그룹에 포함 가능한 하위 그룹 조합은 상기 상위 그룹의 기술된 범위 안에서 포함되어 기술된 것으로 이해되어야 한다.Here, when a higher group is described, individual members that can be included in the higher group and combinations of lower groups that can be included in the higher group are feasible within the described range of the higher group. Thus, when a parent group is described herein, it should be understood that it includes the possible subgroup combinations and individual members of the group. Also, when a parent group is described, it should be understood that the individual members that can be included in the parent group and the combination of the child groups that can be included in the parent group are included in the described range of the parent group.
부가적으로, 다른 설명이 필요하지 않은 경우, 본 발명의 한 실시예에서, 제시된 물질의 변형물은 출원인의 변형물이 여기서 청구된 중요한 조합에 의도되지 않게 포함된 것으로 이해될 수 있다.Additionally, where no other description is required, it will be understood that, in one embodiment of the present invention, a variant of the presented material is included in the applicant's variant without intending to be bound by the important combination claimed herein.
본 발명의 한 실시예에서, 단수로 설명된 것은 복수를 의미할 수 있다.In an embodiment of the invention, what has been described in the singular can mean plural.
본 발명의 한 실시예에서, 제조공정이 제시될 때, 상기 제조공정은 1회 이상 수행되는 제조공정을 의미할 수 있다.In one embodiment of the present invention, when a manufacturing process is presented, the manufacturing process may refer to a manufacturing process that is performed more than once.
여기서 기술되거나 설명된 구성요소의 물질이나 구성요소의 구체적인 명칭은 본 발명이 속하는 기술분야의 일반적 기술을 가진자가 같은 구성요소의 물질이나 구성요소의 구체적인 명칭을 다르게 부를 수도 있는 점에서 임의의 예시로서 불려질 수 있다. 따라서, 여기서 기술되거나 설명된 구성요소의 물질이나 구성요소의 구체적인 명칭은 기술된 본 발명의 전반적인 내용을 토대로 이해되어져야 한다.The specific names of the materials or components of the components described or illustrated herein are to be construed as merely exemplary insofar as those of ordinary skill in the art to which the invention pertain may denote specific names of materials or components of the same component Can be called. Accordingly, the specific names of the materials or components of the components described or illustrated herein should be understood based on the overall description of the invention as set forth.
여기서 기술되거나 설명된 그룹의 조합은 달리 언급되지 않더라도 본 발명을 실시하기 위하여 사용되어질 수 있다.Combinations of groups described or described herein may be used to practice the invention, although not otherwise mentioned.
여기서 상위그룹내에 포함 가능한 기술되거나 설명된 그룹의 조합은 달리 언급되지 않더라도 본 발명을 실시하기 위하여 사용되어질 수 있다.Combinations of groups described or described herein that may be included within an upper group may be used to practice the invention, if not otherwise stated.
여기서 기술되거나 설명된 그룹의 범위가 상세하게 주어질 때 뿐만 아니라 상기 기술되거나 설명된 그룹의 범위들에 포함 가능한 개별 값들은 상기 기술되거나 설명된 그룹의 범위에 포함되는 것으로 의도된다.The individual values that may be included in the ranges of the groups described or described above as well as when the ranges of the groups described or described herein are given are intended to be included within the scope of the above described or described group.
여기서 기술되거나 설명된 그룹의 범위가 상세하게 주어질 때 뿐만 아니라 상기 기술되거나 설명된 그룹의 범위들에 포함 가능한 그룹의 조합들은 상기 기술되거나 설명된 그룹의 범위에 포함되는 것으로 의도된다.Combinations of groups that may be included in the ranges of the groups described or described above as well as when the ranges of the groups described or illustrated herein are given are intended to be included within the scope of the groups described or illustrated above.
본 발명의 한 실시예에서, 기술되거나 설명된 구성요소의 등가적으로 알려진 구성요소 또는 합성조합 또는 합성물은 달리 언급되지 않더라도 의도되지 않게 본 발명을 실시하기 위하여 사용되어질 수 있다.In one embodiment of the present invention, equivalently known components or synthetic combinations or compounds of the components described or illustrated can be used to practice the invention without intending to be mentioned otherwise.
여기서 기술된 그룹의 설명의 범위는 여기서 청구된 청구항에는 나타나지 않을 수 있다고 이해되어질 수 있다.It will be appreciated that the scope of the description of the groups described herein may not appear in the claims herein.
여기서 기술된 그룹은 여기서 청구된 청구항에는 나타나지 않을 수 있다고 이해되어질 수 있다.It will be understood that the groups described herein may not appear in the claimed claims herein.
본 발명의 한 실시예에서, 본 발명의 내용은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자의 레벨에서 설명되었다.In one embodiment of the present invention, the contents of the present invention have been described at the level of those skilled in the art.
본 발명의 한 실시예에서, 그룹, 그룹의 범위, 그룹의 하위 범위, 그룹의 포함 범위로 설명된 본 발명은, 포함 가능한 본 발명의 상위 그룹의 설명의 범위내에서 실현될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the present invention, which is described in terms of groups, ranges of groups, sub-ranges of groups, and ranges of groups, can be realized within the scope of the description of a possible higher group of the present invention.
본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자는 본 발명을 실시하기 위한 다양한 방법들이 과도한 실험에 기대지 않고도 본 발명의 실시에 채용될 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다. Those skilled in the art will appreciate that the various ways of practicing the invention may be employed in the practice of the invention without undue experimentation.
또한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자는 본 발명에서 그룹, 그룹의 범위, 그룹의 하위 범위, 그룹의 포함 범위로 기술된 설명이 충분히 본 발명의 상위 그룹의 실시에 채용될 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다. In addition, those skilled in the art will recognize that the description set forth in the present invention in the context of a group, a group of sub-ranges, a group of sub-ranges and a group, You can see that it is.
이상, 본 발명을 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 내용에 한정되지 않으며, 여러 가지 다양한 형태로 변형될 수 있다. 또한, 본 발명은 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 많은 변형이 가능함은 명백하다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention.
또한, 적당하게 도식적으로 설명된 본 발명은 임의의 구성요소 또는 구성요소들, 상세하게 기술되지 않은 제한 또는 제한들이 없는 경우에도 실현될 수 있다.In addition, the present invention, which is suitably and schematically illustrated, may be realized without the need for any elements or components, or without limitation or limitation, which are not described in detail.
또한, 적당하게 도식적으로 설명된 본 발명은 예시적인 것에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.It is also to be understood that the present invention which is properly illustrated schematically is merely illustrative and that those skilled in the art will appreciate that various modifications and equivalent embodiments are possible without departing from the scope of the present invention . Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.
본 발명의 한 실시예에서, 본 발명에서 기술된 재료들 및 방법들과 등가적으로 알려진 임의의 재료들 및 방법들은 의도되지 않게 본 발명의 한 실시예에, 포함되어질 수 있다...In one embodiment of the present invention, any materials and methods known equivalently to the materials and methods described in the present invention may be included in an embodiment of the invention inadvertently.
100 : 기판층
300 : 탄소-포함 가스
500 : 그래핀
1001 : 그래핀 디바이스
1002 : 그래핀
1003 : 기판층
1004 : 결정립계
1500 : 그래핀 성장방향
2000 : 선상 그래핀
2001 : 면상 그래핀
5000A, 5100A, 5100B, 5100C : 무촉매 저온 기판 성장 그래핀 제조 장치
5010, 5110 : 무촉매 저온 기판 성장 그래핀 제조 장치 외각부
5020, 5120 : 가스 공급부
5021, 5022, 5023, 5121, 5122, 5123 : 가스 공급 장치
5030, 5131, 5132 : 가스 공급 조절기
5041, 5042, 5043, 5141, 5142, 5143, 5144, : 가스 분출부
5051, 5151 : 유도결합플라즈마(Inductively Coupled Plasma) 형성 장치
5060, 5160 : 기판층이 형성된 기판
5070, 5170 : 무촉매 저온 기판 성장 그래핀
5080, 5180, 5181 : 진공유지장치 및 배기 장치
5090, 5190 : 무촉매 저온 기판 성장 그래핀 제조 장치의 제어 장치
5095, 5195, 5196, 5196-2 : 가열 장치
5098, 5099 : 롤러
5197 : 웨이퍼(기판)진공이송시스템
5198 : 웨이퍼(기판)이송시스템
6100A, 6100B, 6200A, 6200B : 피에조 분사 시스템
6110, 6210 : 피에조 일렉트릭 엑츄에이터 모듈
6120, 6220 : 어큐뮬레이터(accumulator)
6130 : 니들(needle) 작동 증폭기
6140 : 니들(needle)
6250 : 커플링 모듈
6260 : 컨트롤 벨브 모듈
6270 : 노즐 모듈
7100A, 7100B : 솔레노이드 분사 시스템
7110 : 솔레노이드 모듈(또는 솔레노이드 밸브 모듈)
7120 : 어큐뮬레이터(accumulator)
7130 : 피스톤 모듈
7140 : 니들(needle)100: substrate layer
300: Carbon-containing gas
500: Grain Pins
1001: Graphene device
1002: Graphene
1003: substrate layer
1004: grain boundary
1500: Grain growth direction
2000: Line graphene
2001: Surface graphene
5000A, 5100A, 5100B, 5100C: Non-catalytic low-temperature substrate growth graphene production equipment
5010, 5110: Non-catalytic low-temperature substrate growth
5020, 5120: gas supply part
5021, 5022, 5023, 5121, 5122, 5123: gas supply device
5030, 5131, 5132: gas supply regulator
5041, 5042, 5043, 5141, 5142, 5143, 5144,
5051, 5151: Inductively Coupled Plasma Forming Device
5060, 5160: substrate on which a substrate layer is formed
5070, 5170: Non-catalytic low temperature substrate growth graphene
5080, 5180, 5181: Vacuum holding device and exhaust device
5090, 5190: Control device of non-catalytic low-temperature substrate growth graphene production equipment
5095, 5195, 5196, 5196-2: Heating device
5098, 5099: Rollers
5197: wafer (substrate) vacuum transfer system
5198: Wafer (substrate) transport system
6100A, 6100B, 6200A, 6200B: piezo injection system
6110, 6210: Piezoelectric actuator module
6120, 6220: accumulator
6130: Needle operation amplifier
6140: Needle
6250: Coupling module
6260: Control Valve Module
6270: Nozzle module
7100A, 7100B: Solenoid injection system
7110: Solenoid module (or solenoid valve module)
7120: accumulator
7130: Piston module
7140: Needle
Claims (1)
구비하는 것을 특징으로 하는 기판층을 구비하는 방법A substrate layer having a desired pattern and shape by removing a resist mask and a substrate layer formed on a surface of the resist mask by dissolving the resist mask after deposition of the substrate layer at a position provided with the resist mask using a resist mask; of
A method comprising the steps of:
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020160028107A KR20160059466A (en) | 2016-03-09 | 2016-03-09 | Manufacturing method of low-temperature substrate graphene growth without using metal catalyst and low-temperature substrate graphene growth without using metal catalyst and manufacturing device |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| KR20190033010A (en) * | 2017-09-20 | 2019-03-28 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | Graphene structure forming method and graphene structure forming apparatus |
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- 2016-03-09 KR KR1020160028107A patent/KR20160059466A/en not_active Application Discontinuation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20190033010A (en) * | 2017-09-20 | 2019-03-28 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | Graphene structure forming method and graphene structure forming apparatus |
| US11091836B2 (en) | 2017-09-20 | 2021-08-17 | Tokyo Electronics Limited | Graphene structure forming method and graphene structure forming apparatus |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| A107 | Divisional application of patent | ||
| WITN | Withdrawal due to no request for examination |