KR20160106286A

KR20160106286A - 그래핀의 제조방법 및 기판 성장 그래핀 및 그래핀

Info

Publication number: KR20160106286A
Application number: KR1020150028954A
Authority: KR
Inventors: 이윤택
Original assignee: 이윤택
Priority date: 2015-03-02
Filing date: 2015-03-02
Publication date: 2016-09-12

Abstract

본 발명은, 기판에 탄소층 구비 그 이후, 금속층을 구비하여 금속층에 탄소가 용해 가능한 온도로 가열을 하고, 해당 용해층을 해당 기판상에 형성하는 형성 공정, 여기서, 상기 금속층에 탄소가 용해 가능한 온도로 가열을 하고, 해당 용해층을 해당 기판상에 형성한 층을 탄소용해층이라 부른다. 상기 탄소용해층을 형성한 이 후, 가열하여 탄소용해층의 해당 금속을 승화하는 제거 공정을 구비하도록 구성한다. 따라서, 탄소용해층을 가열하여 금속을 승화시킴으로써, 탄소가 탄소용해층 상에 그래핀으로 성장(grow)하게 되는 그래핀의 제조방법을 제시한다.
또한, 탄소용해층을 가열하여 금속을 계속적으로 승화시킴으로써, 탄소가 그래핀으로 계속적으로 성장(grow)해 기판에 직접 접하게 되는 그래핀의 제조방법을 제시한다.
또한, 본 발명은 그래핀의 제조방법 및 그래핀의 제조방법으로 얻어지는 그래핀을 제시한다.
또한, 본 발명은
기판 성장 그래핀으로써,
상기 기판 성장 그래핀은, 상기 기판의 표면에 직접 접하고,
상기 기판 성장 그래핀의 상기 표면에 평행한 제1의 방향에 있어서의 결정립경은, 해당 기판 성장 그래핀의 해당 표면에 평행한 다른 어느 하나의 방향에 있어서의 결정립경보다 크고,
상기 기판 성장 그래핀의 상기 제1의 방향에 있어서의 결정립경은, 해당 그래핀의 해당 표면에 수직인 방향에 있어서의 결정립경보다 큰 것; 을 특징으로 하는 기판 성장 그래핀을 제시한다.
또한, 본 발명은
기판 성장 그래핀으로써,
해당 기판 성장 그래핀은, 상기 기판의 표면에 직접 접하고,
해당 기판 성장 그래핀은, 상기 표면에 평행한 제1의 방향에 따른 결정립계를 가지며,
해당 기판 성장 그래핀은, 상기 표면에 평행한 제2의 방향에 따른 결정립계를 가지며,
해당 기판 성장 그래핀은, 상기 결정립계에 둘러싸인 영역의 내부에 있어서 단결정인 것; 을 특징으로 하는 기판 성장 그래핀을 제시한다.
또한, 본 발명은
기판 성장 그래핀으로써,
해당 기판 성장 그래핀은, 상기 기판의 표면에 직접 접하고,
해당 기판 성장 그래핀은, 상기 표면에 평행한 제1의 방향에 따른 결정립계를 복수 가지며,
해당 기판 성장 그래핀은, 상기 표면에 평행한 제2의 방향에 따른 결정립계를 복수 가지며,
해당 기판 성장 그래핀은, 상기 결정립계에 둘러싸인 영역의 내부 각각에 있어서 단결정인 것; 을 특징으로 하는 기판 성장 그래핀을 제시한다.

Description

그래핀의 제조방법 및 기판 성장 그래핀 및 그래핀{Manufacturing method of graphene and substrate graphene growth and graphene}

본 발명은 그래핀의 제조방법 및 그래핀의 제조방법으로 얻어지는 그래핀에 관한 것이다.

또한, 본 발명은, 그래핀의 제조방법, 기판 성장 그래핀 및 이를 포함하는 전자부품에 관한 것이다.

그래핀은 탄소 원자 한층으로 이루어진 육각형 구조의 물질로 실리콘보다 100배 이상 빠르게 전자를 전달하는 특성을 지니고 있다.

또한, SIC기판을 에피텍셜 성장(epitaxial growth)하는 방법으로써, 고온에서 실리콘 카바이드를 열처리하여 그래핀박막을 형성하는 방법이 있다.

하지만, 그래핀을 성장시키는 방법에 있어서 SIC기판을 에피텍셜 성장(epitaxial growth)하는 방법은 고 비용성이 많이 발생하였다.

또한, 사용하고자 하는 기판의 특성에 맞는 고품질의 그래핀을 직접 제조하기에는 많은 어려움이 있었다.

본 발명은, 상기와 같은 과제를 해결하는 것으로, 그래핀의 제조방법 및 그래핀의 제조방법으로 얻어지는 그래핀을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 그래핀의 제조방법, 기판 성장 그래핀 및 이를 포함하는 전자부품을 제공하는 것을 목적으로 한다.

따라서, 상기 일면에서 기술한 것과 같이 SIC기판을 에피텍셜 성장(epitaxial growth)하는 방법은 고 비용성이 많이 발생하였다. 더하여 사용자가 사용하고자 하는 기판의 특성에 맞는 고품질의 그래핀을 직접 제조하기에는 많은 어려움이 있었다. 그러한 이유로, 상기 일면에서 기술한 것을 해결하기 위하여 본 발명은, 기판에 탄소층 구비 그 이후, 금속층을 구비하여 금속층에 탄소가 용해 가능한 온도로 가열을 하고, 해당 용해층을 해당 기판상에 형성하는 형성 공정, 여기서, 상기 금속층에 탄소가 용해 가능한 온도로 가열을 하고, 해당 용해층을 해당 기판상에 형성한 층을 탄소용해층이라 부른다. 상기 탄소용해층을 형성한 이 후, 가열하여 탄소용해층의 해당 금속을 승화하는 제거 공정을 구비하도록 구성한다. 따라서, 탄소용해층을 가열하여 금속을 승화시킴으로써, 탄소가 탄소용해층 상에 그래핀으로 성장(grow)하게 되는 그래핀의 제조방법을 제시한다.

또한, 본 발명은, 탄소용해층을 가열하여 금속을 계속적으로 승화시킴으로써, 탄소가 그래핀으로 계속적으로 성장(grow)해 기판에 직접 접하게 되는 그래핀의 제조방법을 제시한다.

또한, 본 발명은 그래핀의 제조방법 및 그래핀의 제조방법으로 얻어지는 그래핀을 제시한다.

또한, 본 발명은

기판 성장 그래핀으로써,

상기 기판 성장 그래핀은, 상기 기판의 표면에 직접 접하고,

상기 기판 성장 그래핀의 상기 표면에 평행한 제1의 방향에 있어서의 결정립경은, 해당 기판 성장 그래핀의 해당 표면에 평행한 다른 어느 하나의 방향에 있어서의 결정립경보다 크고,

상기 기판 성장 그래핀의 상기 제1의 방향에 있어서의 결정립경은, 해당 그래핀의 해당 표면에 수직인 방향에 있어서의 결정립경보다 큰 것; 을 특징으로 하는 기판 성장 그래핀을 제시한다.

또한, 본 발명은

기판 성장 그래핀으로써,

해당 기판 성장 그래핀은, 상기 기판의 표면에 직접 접하고,

해당 기판 성장 그래핀은, 상기 표면에 평행한 제1의 방향에 따른 결정립계를 가지며,

해당 기판 성장 그래핀은, 상기 표면에 평행한 제2의 방향에 따른 결정립계를 가지며,

해당 기판 성장 그래핀은, 상기 결정립계에 둘러싸인 영역의 내부에 있어서 단결정인 것; 을 특징으로 하는 기판 성장 그래핀을 제시한다.

또한, 본 발명은

기판 성장 그래핀으로써,

해당 기판 성장 그래핀은, 상기 기판의 표면에 직접 접하고,

해당 기판 성장 그래핀은, 상기 표면에 평행한 제1의 방향에 따른 결정립계를 복수 가지며,

해당 기판 성장 그래핀은, 상기 표면에 평행한 제2의 방향에 따른 결정립계를 복수 가지며,

해당 기판 성장 그래핀은, 상기 결정립계에 둘러싸인 영역의 내부 각각에 있어서 단결정인 것; 을 특징으로 하는 기판 성장 그래핀을 제시한다.

본 발명은, 그래핀의 제조방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 그래핀의 제조방법 및 그래핀의 제조방법으로 얻어지는 그래핀을 제공한다.

또한, 본 발명은, 기판 성장 그래핀을 제공한다.

또한, 본 발명은, 그래핀의 제조방법, 기판 성장 그래핀 및 이를 포함하는 전자부품을 제공한다.

도 1
도 1 은 본 발명의 한 실시예에서, 제시하는 그래핀의 제조방법의 제 1 실시예를 개략적으로 도시한 도면이다.
(1). 기판(10)이 우선 구비되고, (2). 기판(10) 상부에 탄소층(11) 형성, (3). 그 이후 탄소층(11) 상부에 금속층(12) 형성, (4). 상기 금속층(12) 및 탄소층(11)을 가열하여, 탄소층(11)이 금속층(12)에 용해되어 구비되는 탄소용해층(13)을 형성한다.
(5). 그 이후, 탄소용해층(13)을 열처리하여 탄소용해층(13)의 금속을 승화시켜 그래핀(14)을 형성한다.
(6). 그래핀(14)으로서 탄소가 성장한 후에도, 계속적으로 금속을 승화시키면, 최종적으로는 금속이 모두 제거되고, 그래핀(14)이, 기판(10)의 표면에 직접 접하게 된다,
도 2
도 2 는 아래에 기술되는 내용의 제 1 실시예를 개략적으로 도시한 도면이다.
(1). 기판을 준비한다. 그리고, 기판으로부터 일정한 거리만큼 이간하고, 슬릿 마스크(예를 들어, 금속박 등에 슬릿을 설치한 것)를 배치하여, 슬릿을 경유해 금속을 스퍼터링(sputtering)에 의해 공급한다. 본 발명의 한 실시예에서, 필요 이외의 부분에 금속층이 형성되지 않도록 하기 위하여, 레지스트 마스크 등을 이용하여 제거해도 좋다.
(2). 그러면, 슬릿의 근방에서 금속층은 높게 형성되고, 슬릿으로부터 멀어지면, 금속층은 낮게 형성된다. 본 실시예에서는, 금속을 위에서 아래로 공급하고 있기 때문에, 금속층의 형상은 좌우 대칭이 된다
도 3
도 3 은 아래에 기술되는 내용을 개략적으로 도시한 도면이다.
굴곡이 구비된 기판에 탄소층이 구비된 이후, 금속층(200)이 구비된다.
금속층(200)은, 기판의 표면에 평행하게 넓어지는 제 1 영역과, 상기 기판의 표면에 평행하게 넓어지는 제 2 영역이, 굴곡을 개재하여 접하는 형상이며, 상기 제 1 영역은, 상기 금속층(200)의 두께가, 상기 제 2 영역에 비해 얇고, 상기 제 2 영역은, 상기 굴곡으로부터 멀어지면 상기 금속층(200)의 두께가 두꺼워지게, 상기 금속층(200)의 두께에 기울기가 구비되도록 구성할 수 있다.
금속층(200)은, 작고 큰 두개의 사각형 무늬 형상으로 형성될 수 있다. 작고 큰 두개의 사각형 무늬는, 매우 작은 정방형으로 이루어진 제 1 영역이, 큰 정방형으로 이루어진 제 2 영역의 좌측 아래의 정점에 연결된 형상을 할 수 있다(예를들어, 매우 작은 정방형으로 이루어진 제 1 영역의 중심지점(center point)이, 큰 정방형으로 이루어진 제 2 영역의 좌측 아래의 정점에 연결된 형상을 의미할 수 있다). 금속층(200)의 두께는, 제 1 영역은 제 2 영역보다 얇고, 제 2 영역 내에서는, 좌측 아래의 정점으로부터 다른 3개의 정점을 향해 두꺼워지도록 기울기가 구비된다.
본 도면에 있어서 금속층(200)은, 음영(shade)에 의해 도시되어 있으며, 음영이 진한 장소일수록 금속층(200)은 얇고, 음영이 희미한 장소일수록 금속층(200)은 두껍다.
도 4
도 4 는 아래에 기술되는 내용의 제 1 실시예를 개략적으로 도시한 도면이다.
본 발명의 한 실시예에서, 탄소층 및 금속층은 아래와 같이 기술되는 공정을 수행하여 형성될 수 있다. (1). 기판을 준비한다. (2). 기판에 탄소층의 형상을 3차원적인 높낮이를 구비하도록 형성한다, (3). 탄소층 상부에 금속층을 형성한다, (4). 화학적 기계적 연마(chemical mechanical polishing(CMP))를 수행하여 금속층의 두께 및 평탄도를 조절한다, 로 구성되는 상기 (1) 내지 (4)의 공정을 수행하여 형성될 수 있다.
본 발명의 한 실시예에서, 본 발명은 상기 (1) 내지 (4)의 공정을 수행하여 금속층의 두께를 불균일하게 형성함에 따라서, 그래핀을 원하는 위치부터 원하는 방향으로 성장시키는 그래핀의 제조방법을 수행할 수 있다.
도 5
도 5 는 본 발명의 한 실시예에서, 제시하는 그래핀의 제조 방법에 의하여 형성되는 선상 그래핀의 제 1 실시예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6
도 6 은 본 발명의 한 실시예에서, 제시하는 그래핀의 제조 방법에 의하여 형성되는 면상 그래핀의 제 1 실시예를 개략적으로 도시한 도면이다.

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.

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.

그래핀의 제조방법

본 발명의 한 실시예에서, 본 발명은, 탄소층 구비(또는 증착) 이후 금속층 구비(또는 증착), 그 이후 가열하여 탄소층이 금속층에 용해되어 구비되는 탄소용해층을 형성하는 단계, 및 상기 탄소용해층을 열처리하여 탄소용해층의 금속을 승화시켜 멀티층 그래핀을 형성하는 단계; 를 구비하는 것을 특징으로 하는 그래핀의 제조 방법을 구비한다.

본 발명의 한 실시예에서, 탄소용해층 형성 공정은, 기판상에 탄소를 포함한 탄소층을 형성하고, 상기 형성된 탄소층상에 금속을 포함한 금속층을 형성하며, 상기 형성된 탄소층과, 상기 형성된 금속층을, 용해온도로 가열하여, 상기 탄소용해층을 형성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 한 실시예에서, 탄소용해층 형성 공정은, 기판상에 금속을 포함한 금속층을 형성하고, 상기 형성된 금속층상에 탄소를 포함한 탄소층을 형성하며, 상기 형성된 탄소층과, 상기 형성된 금속층을, 용해온도로 가열하여, 상기 탄소용해층을 형성하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 한 실시예에서, 탄소용해층 형성 공정은, 기판상에 금속과 탄소의 혼합체로 이루어진 혼합층을 형성하고, 상기 형성된 혼합층을 용해온도로 가열하여, 상기 탄소용해층을 형성하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 한 실시예에서, 금속층은 선택적 식각을 수행하여, 본 발명에서 필요한 부분만 금속층이 구비되도록 할 수 있다. 여기서, 선택적 식각이란 식각프로세스를 수행하여 원하는 부위만 남기는 것을 의미한다. 상기 식각프로세스를 수행하는 기술들은 당업자에게는 알려져 있고 따라서 여기서는 더 이상 설명하지 않는다.

본 발명의 한 실시예에서, 탄소층을 형성하는 공정은 아래와 같이 기술되는 공정을 수행할 수 있다. (1). 레지스트 마스크를 형성한다. 레지스트 마스크를 형성하는 기술들은 당업자에게는 알려져 있고 따라서 여기서는 더 이상 설명하지 않는다, (2). 증착공정을 수행하여 탄소층을 형성한다, (3). 그 다음으로, 레지스트 마스크를 용해함으로써, 레지스트 마스크 및 그 표면에 형성된 탄소층을 제거하고, 원하는 패턴과 형상을 가진 탄소층을 구비한다, 로 구성되는 상기 (1) 내지 (3) 으로 이어지는 공정을 수행할 수 있다.

본 발명의 한 실시예에서, 금속층을 형성하는 공정은 아래와 같이 기술되는 공정을 수행할 수 있다. (1). 레지스트 마스크를 형성한다, (2). 증착공정을 수행하여 금속층을 형성한다, (3). 그 다음으로, 레지스트 마스크를 용해함으로써, 레지스트 마스크 및 그 표면에 형성된 금속층을 제거하고, 원하는 패턴과 형상을 가진 금속층을 구비한다, 로 구성되는 상기 (1) 내지 (3) 으로 이어지는 공정을 수행할 수 있다.

본 발명의 한 실시예에서, 탄소층 및 금속층을 형성하는 공정은 아래와 같이 기술되는 공정을 수행할 수 있다. (1). 레지스트 마스크를 형성한다, (2). 증착공정을 수행하여 탄소층을 형성한다, (3). 증착공정을 수행하여 탄소층 상부에 금속층을 형성한다, (4). 그 다음으로, 레지스트 마스크를 용해함으로써, 레지스트 마스크 상부에 형성된 탄소층 및 금속층을 제거하고, 원하는 패턴과 형상을 가진 탄소층 및 금속층을 구비한다, 로 구성되는 상기 (1) 내지 (4) 로 이어지는 공정을 수행할 수 있다.

본 발명의 한 실시예에서, 탄소층 및 금속층은 아래와 같이 기술되는 공정을 수행할 수 있다. (1). 기판에 탄소층의 형상을 3차원적인 높낮이를 구비하도록 형성한다, (2). 탄소층 상부에 금속층을 형성한다, (3). CMP를 수행하여 금속층의 두께 및 평탄도를 조절한다, (4). 탄소용해층을 형성한다, 로 구성되는 상기 (1) 내지 (4) 로 이어지는 공정을 수행할 수 있다.

본 발명의 한 실시예에서, 그래핀의 제조방법은 아래와 같이 기술될 수 있다.

(1). 균일한 탄소층 상부에 금속층의 형상을 3차원적인 높낮이를 구비하도록 형성한다.

(2). 그 다음, 일정한 전체 압력 토르(Torr) 분위기에서, 용해온도대(대략 온도는 섭씨 800 내지 900도)까지 가열하여, 이 온도를 대략 일정시간동안 지속유지하는 단계, 및

(3). 탄소가 용해된 층을 어닐(anneal)하는 단계, 로 구성되는 단계를 수행한다. 상기 과정을 수행하면, 탄소용해층을 형성할 수 있다.

(4). 그 이후, 일정한 전체 압력 토르(torr), 일정 이상의 고온에서 열처리하면, 탄소용해층 내의 금속이 점차 승화되어 간다. 승화 속도는 탄소용해층의 조성으로 변화하는 일이 있지만, 일반적인 경향으로, 탄소용해층은, 두께가 두꺼운 곳도 얇은 곳도 어느 정도 유사한 속도로 금속이 승화되어 간다.

(5). 계속적으로 금속을 승화시키면, 금속의 제거에 의해, 두께가 얇은 곳으로부터, 탄소가, 그래핀으로써 탄소용해층 표면에 성장한다. 즉, 금속층의 두께가 얇은 곳(탄소층과 거리가 가까웠던 곳)이, 그래핀의 성장의 개시 위치가 된다.

(6). 그래핀으로써 탄소가 성장한 후에도, 계속적으로 금속을 승화시키면, 결정 구조가 유지된 채로, 그래핀이 성장해 간다. 그래핀의 성장의 방향은, 탄소용해층에 있어서의 탄소 농도가 높은 개소로부터 낮은 개소로 향하는 방향, 즉, 본 발명의 한 실시예에서는, 탄소용해층의 두께가 얇은 곳에서 두꺼운 곳으로, 즉, 금속층의 높이가 낮은 곳에서 높은 곳으로 그래핀이 성장하게 된다,

(7). 최종적으로는 금속이 모두 제거되고, 그래핀이, 기판의 표면에 직접 접하게 된다, 로 구성되는 상기 (1) 내지 (6) 으로 이어지는 공정 또는 상기 (1) 내지 (7) 로 이어지는 공정을 구비할 수 있다.

본 발명의 한 실시예에서, 본 실시예는, 금속층의 두께를 불균일하게 형성함에 따라서, 그래핀을 원하는 위치부터 원하는 방향으로 성장시키는 그래핀의 제조방법이다. 상기 그래핀의 제조방법은 아래의 <A>, , <C>, 중 선택되는 것으로 기술된다.

<A>

(1). 탄소층이 형성된 기판을 준비한다. 본 발명의 한 실시예에서, 필요 이외의 부분에 탄소층이 형성되지 않도록 하기 위하여, 레지스트 마스크 등을 이용하여 제거해도 좋다.

(2). 그리고, 기판 및 탄소층으로부터 일정한 거리만큼 이간하고, 슬릿 마스크(예를 들어, 금속박 등에 슬릿을 설치한 것)를 배치하여, 슬릿을 경유해 금속을 스퍼터링(sputtering)에 의해 공급한다. 본 발명의 한 실시예에서, 필요 이외의 부분에 금속층이 형성되지 않도록 하기 위하여, 레지스트 마스크 등을 이용하여 제거해도 좋다.

(3). 그러면, 슬릿의 근방에서 금속층은 높게 형성되고, 슬릿으로부터 멀어지면, 금속층은 낮게 형성된다. 본 실시예에서는, 금속을 위에서 아래로 공급하고 있기 때문에, 금속층의 형상은 좌우 대칭이 된다.

(4). 그 다음, 일정한 전체 압력 토르(Torr) 분위기에서, 용해온도대(대략 온도는 섭씨 800 내지 900도)까지 가열하여, 이 온도를 대략 일정시간동안 지속유지하는 단계, 및

(5). 탄소가 용해된 층을 어닐(anneal)하는 단계, 로 구성되는 단계를 수행한다. 상기 과정을 수행하면, 탄소용해층을 형성할 수 있다.

(6). 그 이후, 일정한 전체 압력 토르(torr), 일정 이상의 고온에서 열처리하면, 탄소용해층 내의 금속이 점차 승화되어 간다. 승화 속도는 탄소용해층의 조성으로 변화하는 일이 있지만, 일반적인 경향으로, 탄소용해층은, 두께가 두꺼운 곳도 얇은 곳도 어느 정도 유사한 속도로 금속이 승화되어 간다.

(7). 계속적으로 금속을 승화시키면, 금속의 제거에 의해, 두께가 얇은 곳으로부터, 탄소가, 그래핀으로써 탄소용해층 표면에 성장한다. 즉, 금속층의 두께가 얇은 곳(탄소층과 거리가 가까웠던 곳)이, 그래핀의 성장의 개시 위치가 된다.

(8). 그래핀으로써 탄소가 성장한 후에도, 계속적으로 금속을 승화시키면, 결정 구조가 유지된 채로, 그래핀이 성장해 간다. 그래핀의 성장의 방향은, 탄소용해층에 있어서의 탄소 농도가 높은 개소로부터 낮은 개소로 향하는 방향, 즉, 본 발명의 한 실시예에서는, 탄소용해층의 두께가 얇은 곳에서 두꺼운 곳으로, 즉, 금속층의 높이가 낮은 곳에서 높은 곳으로 그래핀이 성장하게 된다,

(9). 최종적으로는 금속이 모두 제거되고, 그래핀이, 기판의 표면에 직접 접하게 된다. 본 발명의 한 실시예에서, 그래핀의 결정립계는 성장 방향이 충돌하는 중앙부에 생긴다. 덧붙여, 그래핀의 결정립계는 성장의 개시점에도 생길 수 있다, 로 구성되는 상기 (1) 내지 (9) 로 이어지는 공정을 구비할 수 있다.

본 실시예는, 상기 실시예 <A>를 2회 반복할 때, 슬릿 마스크의 방향을 90도 회전시킴으로써, 사각형 무늬 형상의 결정립계를 가지는 그래핀을 제조하는 그래핀의 제조방법이다.

(1). 기판의 표면에, 탄소층을 형성한다. 탄소층은 상하의 선상으로 구비한다. 본 발명의 한 실시예에서, 필요 이외의 부분에 탄소층이 형성되지 않도록 하기 위하여, 레지스트 마스크 등을 이용하여 제거해도 좋다.

(2). 상기 실시예 <A>의 기술된 설명에 근거하여, 탄소층과 교차하도록, 슬릿 마스크를 설치한다. 덧붙여 설명하자면, 본 발명의 한 실시예에서, 슬릿은 아래 기술되는 슬릿보다 슬릿의 폭이 좁다.

(3). 그리고, 금속을 공급하여 금속층을 선상으로 형성한다. 그러면, 금속층의 높낮이는, 상하 방향을 따라서 변화하게 된다. 본 발명의 한 실시예에서, 필요 이외의 부분에 금속층이 형성되지 않도록 하기 위하여, 레지스트 마스크 등을 이용하여 제거해도 좋다.

(4). 상기 실시예 <A>의 기술된 설명에 근거하여, 그래핀의 제조방법을 수행한다. 그러면, 그래핀이 상하 방향으로 성장한다.

(5). 금속이 모두 제거되면, 선상 그래핀이 형성되게 된다.

(6). 이 후, 기판의 선상 그래핀 이외의 위치에 탄소층을 형성한다. 본 발명의 한 실시예에서, 필요 이외의 부분에 탄소층이 형성되지 않도록 하기 위하여, 레지스트 마스크 등을 이용하여 제거해도 좋다.

(7). 그 다음, 기판의 선상 그래핀 이외의 위치의 상부에 상기 실시예 <A>의 기술된 설명에 근거하여, 슬릿이 선상 그래핀의 긴 방향과 평행하게 배치되도록, 슬릿 마스크를 설치한다. 덧붙여 설명하자면, 슬릿은 반복해 규칙적으로 배치되어 있다.

(8). 그리고, 금속을 공급하여 금속층을 형성한다. 그러면, 금속층의 높낮이는, 좌우 방향을 따라서 변화하게 된다. 덧붙여, 선상 그래핀 위에 금속층이 형성되지 않도록 하기 위하여, 적당히 레지스트 마스크 등을 이용하고 제거해도 좋다. 또한, 공급하는 금속의 양이나 슬릿 마스크의 슬릿의 크기, 기판과의 거리를 조정하는 것으로, 선상 그래핀의 일부는 금속층에, 잔류하도록 구성해도 좋다.

(9). 이후, 상기 실시예 <A>의 기술된 설명에 근거하여, 그래핀의 제조방법을 수행한다. 그러면, 잔류하고 있는 선상 그래핀을 개시 위치로 하고, 면상 그래핀이, 슬릿 마스크의 슬릿의 긴 방향과는 직교하는 방향, 즉, 선상 그래핀의 긴 방향과는 수직인, 좌쪽에서 우쪽으로 향하는 방향 또는 우쪽에서 좌쪽으로 향하는 방향으로 성장한다.

(10). 금속이 모두 제거되면, 사각형 무늬 형상의 결정립계로 구분된 면상 그래핀이 형성된다, 로 구성되는 상기 (1) 내지 (10) 으로 이어지는 공정을 구비할 수 있다.

<C>

본 실시예는, 상기 실시예 <A>를 2회 반복할 때, 슬릿 마스크의 방향을 90도 회전시킴으로써, 사각형 무늬(또는 하나 이상의 사각형 무늬) 형상의 결정립계를 가지는 그래핀을 제조하는 그래핀의 제조방법이다.

(1). 기판의 표면에, 탄소층(또는 탄소층의 패턴)을 형성한다. 탄소층(또는 탄소층의 패턴)은 상하의 선상으로 구비한다. 본 발명의 한 실시예에서, 필요 이외의 부분에 탄소층(또는 탄소층의 패턴)이 형성되지 않도록 하기 위하여, 레지스트 마스크 등을 이용하여 제거해도 좋다.

(2). 상기 실시예 <A>의 기술된 설명에 근거하여, 탄소층(또는 탄소층의 패턴)과 교차하도록, 슬릿 마스크를 설치한다. 덧붙여 설명하자면, 본 발명의 한 실시예에서, 슬릿은 반복해 규칙적으로 배치되어 있다(아래 기술되는 슬릿보다 슬릿의 폭이 좁다).

(5). 금속이 모두 제거되면, 선상 그래핀(들)이 형성되게 된다.

(6). 이 후, 기판의 선상 그래핀(들) 이외의 위치에 탄소층의 패턴을 형성한다. 본 발명의 한 실시예에서, 필요 이외의 부분에 탄소층이 형성되지 않도록 하기 위하여, 레지스트 마스크 등을 이용하여 제거해도 좋다.

(7). 그 다음, 기판의 선상 그래핀(들) 이외의 위치의 상부에 상기 실시예 <A>의 기술된 설명에 근거하여, 슬릿이 선상 그래핀(들)의 긴 방향과 평행하게 되고, 정확히 선상 그래핀 끼리의 중간에 슬릿이 배치되도록, 슬릿 마스크를 설치한다. 덧붙여 설명하자면, 슬릿은 반복해 규칙적으로 배치되어 있다.

(8). 그리고, 금속을 공급하여 금속층을 형성한다. 그러면, 금속층의 높낮이는, 좌우 방향을 따라서 변화하게 된다. 덧붙여, 선상 그래핀(들) 위에 금속층이 형성되지 않도록 하기 위하여, 적당히 레지스트 마스크 등을 이용하고 제거해도 좋다. 또한, 공급하는 금속의 양이나 슬릿 마스크의 슬릿의 크기, 기판과의 거리를 조정하는 것으로, 선상 그래핀(들)의 일부는 금속층에, 잔류하도록 구성해도 좋다.

(9). 이후, 상기 실시예 <A>의 기술된 설명에 근거하여, 그래핀의 제조방법을 수행한다. 그러면, 잔류하고 있는 선상 그래핀(들)을 개시 위치로 하고, 면상 그래핀이, 슬릿 마스크의 슬릿의 긴 방향과는 직교하는 방향, 즉, 선상 그래핀(들)의 긴 방향과는 수직인, 좌우 방향으로 성장한다.

(10). 금속이 모두 제거되면, 사각형 무늬(또는 하나 이상의 사각형 무늬) 형상의 결정립계로 구분된 면상 그래핀이 형성된다, 로 구성되는 상기 (1) 내지 (10) 으로 이어지는 공정을 구비할 수 있다.

따라서, 본 발명의 한 실시예에서, 그래핀의 제조방법은 그래핀이 상하 방법과 좌우 방법에 의하여, 일정한 간격으로, 규칙적인 사각형무늬 형상으로 형성될 수 있다.

본 발명의 한 실시예에서, 그래핀의 제조방법은 그래핀의 성장의 개시점이나 방향 등을 제어하는 것이 가능하다. 나아가, 단결정의 그래핀의 면적을, 종래보다 크게 할 수 있다. 물론, 본 발명의 한 실시예에서, 작은 소량의 다결정이 단결정과 함께 남아 있을 수는 있다.

본 발명의 한 실시예에서, 본 실시예는, 금속층의 두께를 불균일하게 형성함에 따라서, 그래핀을 원하는 위치부터 원하는 방향으로 성장시키는 그래핀의 제조방법이다. 상기 그래핀의 제조방법은 아래의 <A>, , <C>, <D>, 중 선택되는 것으로 기술된다.

<A>

(1). 탄소층이 선상으로 상하방향으로 형성된 기판을 준비한다. 본 발명의 한 실시예에서, 필요 이외의 부분에 탄소층이 형성되지 않도록 하기 위하여, 레지스트 마스크 등을 이용하여 제거해도 좋다.

(2). 금속층의 형상을 선상으로 3차원적인 높낮이를 상하방향으로 구비하도록 형성한다. 예를들어, 금속층의 두께는, 아래에서 위로 향하고, 두께가 점차 증가해 급격하게 원래대로 돌아가는 형상을 구비한다. 즉, 금속층은 선상으로 3차원적인 높낮이를 상하방향으로 구비하도록 형성된다. 본 발명의 한 실시예에서, 필요 이외의 부분에 금속층이 형성되지 않도록 하기 위하여, 레지스트 마스크 등을 이용하여 제거해도 좋다.

(3). 그 다음, 일정한 전체 압력 토르(Torr) 분위기에서, 용해온도대(대략 온도는 섭씨 800 내지 900도)까지 가열하여, 이 온도를 대략 일정시간동안 지속유지하는 단계, 및

(4). 탄소가 용해된 층을 어닐(anneal)하는 단계, 로 구성되는 단계를 수행한다. 상기 과정을 수행하면, 탄소용해층을 형성할 수 있다.

(5). 그 이후, 일정한 전체 압력 토르(torr), 일정 이상의 고온에서 열처리하면, 탄소용해층 내의 금속이 점차 승화되어 간다. 승화 속도는 탄소용해층의 조성으로 변화하는 일이 있지만, 일반적인 경향으로, 탄소용해층은, 두께가 두꺼운 곳도 얇은 곳도 어느 정도 유사한 속도로 금속이 승화되어 간다.

(6). 계속적으로 금속을 승화시키면, 금속의 제거에 의해, 두께가 얇은 곳으로부터, 탄소가, 그래핀으로써 탄소용해층 표면에 성장한다. 즉, 금속층의 두께가 얇은 곳(탄소층과 거리가 가까웠던 곳)이, 그래핀의 성장의 개시 위치가 된다.

(7). 그래핀으로써 탄소가 성장한 후에도, 계속적으로 금속을 승화시키면, 결정 구조가 유지된 채로, 그래핀이 성장해 간다. 그래핀의 성장의 방향은, 탄소용해층에 있어서의 탄소 농도가 높은 개소로부터 낮은 개소로 향하는 방향, 즉, 본 발명의 한 실시예에서는, 탄소용해층의 두께가 얇은 곳에서 두꺼운 곳으로, 즉, 금속층의 높이가 낮은 곳에서 높은 곳으로 그래핀이 성장하게 된다,

(8). 최종적으로는 금속이 모두 제거되고, 선상 그래핀이, 기판의 표면에 직접 접하게 된다, 로 구성되는 상기 (1) 내지 (8) 으로 이어지는 공정을 구비할 수 있다.

(1). 상기 실시예 <A> 의 기술된 설명 이후, 기판의 선상 그래핀 이외의 위치에 탄소층을 형성한다. 본 발명의 한 실시예에서, 필요 이외의 부분에 탄소층이 형성되지 않도록 하기 위하여, 레지스트 마스크 등을 이용하여 제거해도 좋다.

(2). 그 다음, 금속층의 형상을 3차원적인 높낮이를 좌우방향으로 구비하도록 형성한다. 예를들어, 금속층의 두께는, 오른쪽에서 왼쪽으로 향하고, 두께가 점차 증가해 급격하게 원래대로 돌아가는 형상을 구비한다. 즉, 금속층은 3차원적인 높낮이를 좌우방향으로 구비하도록 형성된다. 덧붙여, 선상 그래핀 위에 금속층이 형성되지 않도록 하기 위하여, 적당히 레지스트 마스크 등을 이용하고 제거해도 좋다. 또한, 공급하는 금속의 양이나 슬릿 마스크의 슬릿의 크기, 기판과의 거리를 조정하는 것으로, 선상 그래핀의 일부는 금속층에, 잔류하도록 구성해도 좋다.

(3). 이후, 상기 실시예 <A>의 기술된 설명에 근거하여, 그래핀의 제조방법을 수행한다. 그러면, 잔류하고 있는 선상 그래핀을 개시 위치로 하고, 면상 그래핀이, 선상 그래핀의 긴 방향과는 수직인, 오른쪽에서 왼쪽으로 성장한다.

(4). 최종적으로는 금속층이 모두 제거되고, 면상 그래핀이, 기판의 표면에 직접 접하게 된다, 상기 면상 그래핀은 단결정으로 형성된다, 로 구성되는 상기 (1) 내지 (4) 으로 이어지는 공정을 구비할 수 있다.

<C>

(1). 굴곡이 구비된 기판에 탄소층을 형성한다. 본 발명의 한 실시예에서, 필요 이외의 부분에 탄소층이 형성되지 않도록 하기 위하여, 레지스트 마스크 등을 이용하여 제거해도 좋다.

(2). 금속층이 구비된다. 금속층은, 두개의 작고 큰 사각형 무늬 형상으로 형성될 수 있다. 두개의 작고 큰 사각형 무늬 형상은, 매우 작은 정방형으로 이루어진 제 1 영역이, 큰 정방형으로 이루어진 제 2 영역의 좌측 아래의 정점에 연결된 형상을 할 수 있다(예를들어, 매우 작은 정방형으로 이루어진 제 1 영역의 중심지점(center point)이, 큰 정방형으로 이루어진 제 2 영역의 좌측 아래의 정점에 연결된 형상을 의미할 수 있다). 금속층의 두께는, 제 1 영역은 제 2 영역보다 얇고, 제 2 영역 내에서는, 좌측 아래의 정점으로부터 다른 3개의 정점을 향해 두꺼워지도록 기울기가 구비된다.

(3). 상기 실시예 <A>의 기술된 설명에 근거하여, 그래핀의 제조방법을 수행한다. 그러면, 최초로 제 1 영역, 즉, 두개의 작고 큰 사각형 무늬 형상의 좌측 아래의 정점 부근에 그래핀이 성장한다. 여기서 성장하는 그래핀은, 일반적으로는 다결정이 될 수 있다.

(4). 이대로 상기 실시예 <A>의 기술된 설명에 근거하여, 그래핀의 제조방법을 계속하면, 두개의 작고 큰 사각형 무늬 형상의 좌측 아래의 정점 부근의 굴곡에 의해 다결정 중에서 어느 하나가 결정핵으로 하여 넣어진다. 이 때문에, 굴곡의 폭은, 이러한 공정에 따라 성장하는 다결정의 입경의 전형적인 크기보다, 충분히 작게 한다. 그러면, 제 2 영역의 굴곡에 접하는 부분에 성장하는 그래핀은, 단결정이 된다.

(5). 본 발명의 한 실시예에서는, 이 단결정을 핵으로서, 제 2 영역 내의 다른 3개의 정점을 향하고, 즉, 우측 위 방향으로 넓어지도록 그래핀이 성장한다.

(6). 여기서 성장하는 결정핵은, 굴곡에 의해서 넣어지고 있기 때문에, 최종적으로 얻을 수 있는 두개의 작고 큰 사각형 무늬 형상의 면상 그래핀은, 단결정이 된다, 로 구성되는 상기 (1) 내지 (6) 으로 이어지는 공정을 구비할 수 있다.

<D>

(1). 하나 이상의 굴곡이 구비된 기판에 탄소층을 형성한다. 본 발명의 한 실시예에서, 필요 이외의 부분에 탄소층이 형성되지 않도록 하기 위하여, 레지스트 마스크 등을 이용하여 제거해도 좋다.

(2). 금속층이 구비된다. 금속층은, 하나 이상의 사각형 무늬 형상으로 형성될 수 있다. 하나 이상의 사각형 무늬 형상은, 매우 작은 정방형으로 이루어진 제 1 영역이, 큰 정방형으로 이루어진 제 2 영역의 좌측 아래의 정점에 연결된 형상을 하나 이상 포함한다(예를들어, 매우 작은 정방형으로 이루어진 제 1 영역의 중심지점(center point)이, 큰 정방형으로 이루어진 제 2 영역의 좌측 아래의 정점에 연결된 형상을 의미할 수 있다). 금속층의 두께는, 제 1 영역은 제 2 영역보다 얇고, 제 2 영역 내에서는, 좌측 아래의 정점으로부터 다른 3개의 정점을 향해 두꺼워지도록 기울기가 구비된다.

(3). 상기 실시예 <A>의 기술된 설명에 근거하여, 그래핀의 제조방법을 수행한다. 그러면, 최초로 제 1 영역, 즉, 하나 이상의 사각형 무늬 형상의 좌측 아래의 정점 부근에 그래핀이 성장한다. 여기서 성장하는 그래핀은, 일반적으로는 다결정이 될 수 있다.

(4). 이대로 상기 실시예 <A>의 기술된 설명에 근거하여, 그래핀의 제조방법을 계속하면, 하나 이상의 사각형 무늬 형상의 좌측 아래의 정점 부근의 굴곡에 의해 다결정 중에서 어느 하나가 결정핵으로 하여 넣어진다. 이 때문에, 굴곡의 폭은, 이러한 공정에 따라 성장하는 다결정의 입경의 전형적인 크기보다, 충분히 작게 한다. 그러면, 제 2 영역의 굴곡에 접하는 부분에 성장하는 그래핀은, 단결정이 된다.

(6). 여기서 성장하는 결정핵은, 굴곡에 의해서 넣어지고 있기 때문에, 최종적으로 얻을 수 있는 하나 이상의 사각형 무늬 형상의 면상 그래핀은, 단결정이 된다, 로 구성되는 상기 (1) 내지 (6) 으로 이어지는 공정을 구비할 수 있다.

본 발명의 한 실시예에서, 제 1 영역 및 제 2 영역의 형상은, 반드시 정방형에 한정되지 않고, 임의의 형상으로 하는 것이 가능하다. 예를 들어, 제 2 영역은, 장방형 등의 평면을 구비하되, 제 1 영역인 좌측 아래의 정점으로부터 다른 3개의 정점을 향해 두꺼워지도록 기울기가 구비되는 형상으로 하면, 면상 그래핀을 형성할 수 있다. 본 발명의 한 실시예에서, 금속층은, 기판의 표면에 평행하게 넓어지는 제 1 영역과, 상기 기판의 표면에 평행하게 넓어지는 제 2 영역이, 굴곡을 개재하여 접하는 형상이며, 상기 제 1 영역은, 상기 금속층의 두께가, 상기 제 2 영역에 비해 얇고, 상기 제 2 영역은, 상기 굴곡으로부터 멀어지면 상기 금속층의 두께가 두꺼워지게, 상기 금속층의 두께에 기울기가 구비되도록 구성할 수 있다.(예를들어, (1). 기판의 표면에 평행하게 넓어지는 매우 작은 정방형으로 이루어진 제 1 영역과 제 2 영역의 좌측 아래의 정점(정점부분은 기판의 표면에 평행하게 넓어진다)은 굴곡과 개재하여 접하고 있고, (2). 매우 작은 정방형으로 이루어진 제 1 영역의 중심지점(center point)은, 기울기가 구비되는 큰 정방형으로 이루어진 제 2 영역의 좌측 아래의 정점(정점부분은 기판의 표면에 평행하게 넓어진다)에 연결된다.)

<A>

(1). 탄소층이 선상으로 상하방향으로 하나 이상 형성된 기판을 준비한다. 본 발명의 한 실시예에서, 필요 이외의 부분에 탄소층이 형성되지 않도록 하기 위하여, 레지스트 마스크 등을 이용하여 제거해도 좋다.

(2). 금속층의 형상을 선상으로 3차원적인 높낮이를 상하방향으로 하나 이상 구비하도록 형성한다. 예를들어, 금속층의 두께는, 아래에서 위로 향하고, 두께가 점차 증가해 급격하게 원래대로 돌아가는 것을 반복하는 형상을 구비한다. 즉, 금속층은 선상으로 3차원적인 높낮이를 상하방향으로 하나 이상 구비하도록 형성된다. 본 발명의 한 실시예에서, 필요 이외의 부분에 금속층이 형성되지 않도록 하기 위하여, 레지스트 마스크 등을 이용하여 제거해도 좋다.

(6). 계속적으로 금속을 승화시키면, 금속의 제거에 의해, 하나 이상의 두께가 얇은 곳으로부터, 탄소가, 그래핀으로써 탄소용해층 표면에 성장한다. 즉, 하나 이상의 금속층의 두께가 얇은 곳(탄소층과 거리가 가까웠던 곳)이, 그래핀의 성장의 개시 위치가 된다.

(8). 최종적으로는 금속이 모두 제거되고, 선상 그래핀이, 기판의 표면에 직접 접하게 된다. 따라서, 상기 선상 그래핀은 결정립계가 중간중간에 형성된다, 로 구성되는 상기 (1) 내지 (8) 으로 이어지는 공정을 구비할 수 있다.

(2). 그 다음, 하나 이상의 금속층의 형상을 3차원적인 높낮이를 좌우방향으로 구비하도록 형성한다. 예를들어, 금속층의 두께는, 오른쪽에서 왼쪽으로 향하고, 두께가 점차 증가해 급격하게 원래대로 돌아가는 형상을 구비한다. 즉, 하나 이상의 금속층은 중간중간에 형성되어 있는 결정립계에 맞춰, 3차원적인 높낮이를 좌우방향으로 구비하도록 형성된다. 덧붙여, 선상 그래핀 위에 금속층이 형성되지 않도록 하기 위하여, 적당히 레지스트 마스크 등을 이용하고 제거해도 좋다. 또한, 공급하는 금속의 양이나 슬릿 마스크의 슬릿의 크기, 기판과의 거리를 조정하는 것으로, 선상 그래핀의 일부는 금속층에, 잔류하도록 구성해도 좋다.

(4). 최종적으로는 금속층이 모두 제거되고, 면상 그래핀이, 기판의 표면에 직접 접하게 된다, 로 구성되는 상기 (1) 내지 (4) 로 이어지는 공정을 구비할 수 있다.

<C>

(1). 상기 실시예 <A>의 기술된 설명에 근거하여, 하나 이상의 선상 그래핀을 형성하고, 상기 실시예 의 기술된 설명에 근거하여, 하나 이상의 면상 그래핀을 형성할 수 있다.

(2). 따라서, 면상 그래핀의 성장되는 부분의 결정립계가 옆의 면상 그래핀(또다른 선상 그래핀이 배치되어 있던 부분)에 이를 때까지 성장한다.

(3). 이와 같이 그래핀을 형성하면, 서로 가까운 격자점을 묶는 선분이 결정립계가 되고, 단결정이 격자모양으로 배치된다. 여기서, 하나 이상의 사각형 무늬의 크기를 작게 하면 할수록, 그래핀 결정의 크기는 작아지지만, 기판을 덮기 위한 제조 시간은 짧아진다. 따라서, 하나 이상의 사각형 무늬의 크기나 수는, 용도나 제조 비용에 따라 적절히 선택할 수 있다, 로 구성되는 상기 (1) 내지 (3) 으로 이어지는 공정을 구비할 수 있다.

본 발명의 한 실시예에서, 금속층의 형상을 3차원적인 높낮이를 구비하도록 형성하는 공정 또는 금속층의 두께를 불균일하게 형성하는 공정은 아래와 같이 기술될 수 있다.

(1). 금속박 등에 하나 이상의 슬릿을 설치하고, 슬릿 마스크를 형성한다. 그리고, 슬릿 마스크를 기판으로부터 일정한 거리만큼 이간시켜 배치하고, 금속을 스퍼터링(sputtering)에 의해 공급하여, 슬릿 마스크를 경유해 기판에 이르도록 한다. 그러면, 슬릿 마스크의 슬릿에 대향하는 개소에서는 금속층이 두꺼워지고, 그곳으로부터 멀어짐에 따라서 금속층이 얇아진다,

(2). 금속박 등에 하나 이상의 슬릿을 설치하고, 슬릿 마스크를 형성한다. 그리고, 슬릿 마스크를 기판으로부터 일정한 거리만큼 이간시켜 상부에 배치하고, 스퍼터링(sputtering) 방향을 기판 표면에 대해 수평 방향으로 하면, 슬릿의 근방에서는 금속층이 두껍게 형성되고, 슬릿으로부터 멀어지면, 금속층의 두께는 얇아진다,

(3). 슬릿 마스크를 기판으로부터 일정한 거리만큼 이간시켜 상부에 배치하고, 스퍼터링(sputtering) 방향을 기판 표면에 대해 수직 방향으로 하면, 슬릿의 근방에서는 금속층이 두껍게 형성되고, 슬릿으로부터 멀어지면, 금속층의 두께는 얇아진다,

(4). 또한, 장애물을 기판으로부터 일정한 거리만큼 이간시켜 상부에 배치함으로써, 상기의 슬릿 마스크 대신에 이용하게 하는 것도 가능하다. 이 경우에는, 장애물이 스퍼터링(sputtering)에 대한 장애물이 되기 때문에, 장애물의 근방에서는 금속층이 얇아지고, 장애물로부터 멀어짐에 따라 금속층이 두꺼워진다,

(5). 이 외에, 금속을 스퍼터링(sputtering)에 의해 공급할 때, 1개 내지 복수의 가동식 셔터를 설치하고, 셔터를 서서히 닫아 가는 것에 따른 방법도 있다. 이 방법에서는, 셔터의 처음에 닫혀진 부분 근방의 금속층은 얇고, 셔터의 마지막에 닫혀진 부분 근방의 금속층은 두꺼워진다, 로 구성되는 상기 (1) 내지 (5) 중 선택되는 방법을 구비할 수 있다. 본 발명의 한 실시예에서, 필요 이외의 부분에 금속층이 형성되지 않도록 하기 위하여, 레지스트 마스크 등을 이용하여 제거해도 좋다.

본 발명의 한 실시예에서, 그래핀의 제조 방법은 탄소의 공급량을 위치에 따라 불균일하게 하거나, 금속과 탄소의 공급량을 위치에 따라 변화시킴으로써, 탄소용해층에 있어서의 탄소의 농도 기울기를 생기게 할 수 있다.

본 발명의 한 실시예에서, 그래핀의 제조 방법은, 탄소용해층의 금속의 승화로, 상기 승화되는 금속에 성장할 수 없게 된 탄소가 높은 모빌리티를 유지한 채로, 탄소용해층상에서 그래핀으로 성장하게 될 수 있다. 본 발명의 한 실시예에서, 탄소용해층의 금속의 승화에 의해서 최초로 핵발생(nucleate)한 그래핀에, 높은 모빌리티를 가진 탄소가 이동하여 들어가게 되므로, 새로운 그래핀의 핵 발생은 억제될 수 있으며, 그래핀의 결정립경이 커질 수 있다.

본 발명의 한 실시예에서, 금속층은 게르마늄 또는 저마늄(Ge)층을 포함할 수 있다.

본 발명의 한 실시예에서, 탄소층은 탄소만, 또는 탄소를 포함한 금속의 혼합체, 중 선택되는 것을 의미할 수 있다.

본 발명의 한 실시예에서, 탄소용해층을 형성하는 단계는 (1). 탄소층 및 금속층이 구비된 기판을 반응기 내에 위치시키는 단계, (2). 진공 배기를 수행하는 단계, (3). 환원제(예를들어, 환원가스)를 공급하는 단계, (4). 일정한 전체 압력 토르(Torr) 분위기에서, 반응기를 용해온도대(대략 온도는 섭씨 800 내지 900도)까지 가열하여, 이 온도를 대략 10분 내지 수십분간 지속유지하는 단계, (5). 탄소가 용해된 층을 어닐(anneal)하는 단계, 로 구성되는 단계를 수행한다. 상기 과정을 수행하면, 탄소용해층을 형성할 수 있다. 본 발명의 한 실시예에서, 상기 과정을 수행한 이후, 본 발명의 한 실시예에서, 일정한 전체 압력 토르(torr), 일정 이상의 고온에서 열처리하면, 금속이 승화하면서 멀티층 그래핀이 형성된다. 일면에서 제시하는 환원가스를 공급하여 가열을 하게 하면, 만약의 경우에 생성될 수 있는 산화물을 방지할 수 있다. 하지만, 탄소용해층을 형성할 때, 금속의 산화가 생기지 않을 것 같은 분위기(예를 들어, 산화제의 분압이나 농도가 충분히 낮은 분위기) 혹은 진공을 유지할 수 있는 경우에는, 환원제의 공급은 필요하지 않을 수 있다.

본 발명의 한 실시예에서, 기판은, 이산화규소 기판이나 이산화규소막을 표면에 부착한 규소 기판으로 할 수 있는 것 외에, 다층 구조 또한 가능하다.

본 발명의 한 실시예에서, 그래핀의 제조 방법에서 기판의 상부에 구비되는 금속층은 탄소용해층을 구비하는데 있어서 금속층의 하부가 용해되지 않고 상부만 용해되어, 탄소용해층/금속층 의 순서로 적층형태를 구비할 수 있다. 그 이후, 멀티층 그래핀을 형성한다. 그 이후, 식각(또는 에칭)하는 공정을 구비할 수 있다. 본 발명의 한 실시예에서, 상기 공정과 다르게 멀티층 그래핀 성장과정에서 탄소용해층이 모두 소진될 수 있으며, 탄소용해층이 모두 소진될 경우 그래핀이 하부층의 금속층에 직접 접하게 된다. 그 이후, 금속층을 식각(또는 에칭)시킨다.

본 발명의 한 실시예에서, 그래핀의 제조 방법에서 그래핀의 성장은 탄소용해층이 모두 소진될 수 있으며, 탄소용해층이 모두 소진될 경우 멀티층 그래핀이 기판에 직접 접하게 된다. 본 발명의 한 실시예에서, 본 발명에서 제시하는 그래핀의 제조 방법은, 상기 일면에서 제시하는 탄소용해층이 모두 소진될 경우 그래핀이 기판에 직접 접하게 되는 그래핀의 제조방법으로도 이해될 수 있다.

본 발명의 한 실시예에서, 기판의 상부에 구비되는 금속층을 구비하는 단계는 증착, 스퍼터링(sputtering), 중 선택되는 방법을 구비할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.

본 발명의 한 실시예에서, 금속층의 상부에 구비되는 탄소층을 구비하는 단계는 증착, 스퍼터링(sputtering), 진공 증착, 중 선택되는 방법을 구비할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.

본 발명의 한 실시예에서, 기판의 상부에 구비된 탄소용해층은, (1). 탄소층을 구비한 이후, 금속층을 구비, 그 이후 가열된 층(그리하여 탄소층이 금속층에 용해되어 구비되는 탄소용해층), (2). 탄소를 포함한 금속의 혼합체층을 구비한 후, 금속층을 구비, 그 후 가열된 층(그리하여 탄소층이 금속층에 용해되어 구비되는 탄소용해층), (3). 탄소를 포함한 금속의 혼합체층을 구비한 이후, 가열된 층(그리하여 탄소층이 금속층에 용해되어 구비되는 탄소용해층), 로 구성되는 상기 (1) 내지 (3) 중 선택되는 것을 구비할 수 있다.

본 발명의 한 실시예에서, 그래핀의 제조방법은 여러 단계들을 추가 포함할 수 있으나, 기본적으로 탄소층을 구비, 금속층을 구비, 가열하여 탄소용해층을 구비, 금속을 승화시켜, 그래핀을 구비하는 단계를 수행하는 것이다.

본 발명의 한 실시예에서, 본 발명의 그래핀의 제조방법은 아래와 같이 기술된다. 탄소용해층이 구비되며, 탄소용해층은 금속과 탄소와의 혼합체로, 탄소층과 금속층을 가열(일정수준 이상의 온도)함으로써, 금속층에 탄소가 용해한 층을 의미한다(금속층 구비(또는 증착) 이후 탄소층 구비, 그 이후 가열된 층(그리하여 탄소층이 금속층에 용해되어 구비되는 탄소용해층), 그 이후, 본 발명의 한 실시예에서, 추가적인 선택으로 화학적 기계적 연마(chemical mechanical polishing(CMP)) 를 수행하여 상기 탄소용해층의 두께 및 평탄도를 바람직한 수준으로 조절 할 수 있다). 본 발명의 한 실시예에서 상기 금속은 철, 니켈, 코발트, 중 선택되는 것을 의미할 수 있되, 이에 한정되지는 않는다. 그리고 단일의 원소로 이루어진 금속 외, 각종 합금도 이용 가능하다. 그 이후, 분위기 온도(열처리)를 가한다. 그러면 그래핀이 멀티층으로 형성된다.

본 발명의 한 실시예에서, 그래핀의 제조방법은 아래와 같이 설명된다. 탄소용해층을 준비 한 후 분위기 온도(열처리)를 가한다. 그러면 그래핀이 멀티층으로 형성된다. 탄소용해층을 일정한 전체 압력 토르(torr), 일정 이상의 고온에서 열처리하면, 탄소용해층에서 위에 있는 금속(예를들어, 철, 니켈, 코발트, 중 선택되는 것 또는 합금) 이 승화하면서, 탄소용해층 상에 멀티층 그래핀이 형성된다. 멀티층 그래핀에서 그래핀층의 수는 열처리 조건에 따라 달라질 수 있다. 본 발명의 한 실시예에서, 추가적으로, 금속의 산화물을 환원 가능한 환원가스가 상기 멀티층 그래핀 형성과정에서 구비될 수 있다.

본 발명의 한 실시예에서, 그래핀의 제조방법은 탄소용해층이 구비되며, 탄소용해층은 탄소와 금속의 혼합체로, 금속층에 탄소가 용해한 층을 의미한다, 그 이후, 본 발명의 한 실시예에서, 추가적으로 화학적 기계적 연마(chemical mechanical polishing(CMP)) 를 수행하여 상기 탄소용해층의 두께 및 평탄도를 바람직한 수준으로 조절 할 수 있다.

그 이후, 탄소용해층을 일정한 토르(torr) 압력, 일정 온도 이상에서 열처리하면, 탄소용해층에서 위에있는 금속(예를들어, 철, 니켈, 코발트, 중 선택되는 것 또는 합금) 이 승화하면서, 탄소용해층 상에 멀티층 그래핀이 형성된다. 멀티층 그래핀에서 그래핀층의 수는 열처리 조건에 따라 달라질 수 있다. 본 발명의 한 실시예에서, 추가적으로, 금속의 산화물을 환원 가능한 환원가스가 상기 멀티층 그래핀 형성과정에서 구비될 수 있다.

이 후, 탄소용해층에서 멀티층 그래핀이 형성된 후 전사공정으로 멀티층 그래핀을 다른 기판에 구비할 수도 있다. 또는, 본 발명의 한 실시예에서, 상기 멀티층 그래핀 성장과정에서 탄소용해층이 모두 소진될 수 있으며, 탄소용해층이 모두 소진될 경우 멀티층 그래핀은 기판에 직접 접하게 된다.

본 발명의 한 실시예에서, 그래핀의 제조방법은 아래에서 기술되는 설명을 포함할 수 있다. 탄소용해층이 구비된 기판을 반응기에서, 대략 일정한 전체 압력, 1400 ℃ 이상에서, 수십분 열처리하면, 탄소용해층 위에 있는 금속(또는 합금)이 승화하면서, 탄소용해층상에 멀티층 그래핀이 형성된다.

본 발명의 한 실시예에서, 기판에 구비되는 금속층 및/또는 탄소층의 두께는 그래핀의 제조 방법의 환경 및 조건에 따라 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 적절히 선택될 수 있다.

본 발명의 한 실시예에서, 금속층의 금속은 단일 금속 또는 합금을 사용할 수 있다.

본 발명의 한 실시예에서, 탄소용해층의 금속은 단일 금속 또는 합금이 포함될 수 있다.

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본 발명의 한 실시예에서, 그래핀의 제조 방법은

기판에 탄소층 구비 이후 금속층 구비, 그 이후 가열하여 탄소층이 금속층에 용해되어 구비되는 탄소용해층을 형성하는 단계, 및

탄소용해층을 열처리하여 탄소용해층의 금속을 승화시켜 멀티층 그래핀을 형성하는 단계; 를 구비하는 것을 특징으로 하는 그래핀의 제조 방법을 구비한다.

본 발명의 한 실시예에서, 그래핀의 제조 방법은

화학적 기계적 연마(chemical mechanical polishing(CMP)) 를 수행하여 상기 탄소용해층의 두께 및 평탄도를 조절하는 단계, 및

본 발명의 한 실시예에서, 그래핀의 제조 방법은

기판에 탄소층의 형상을 3차원적인 높낮이를 구비하도록 형성하는 단계, 및

탄소층 상부에 금속층을 형성하는 단계, 및

화학적 기계적 연마(chemical mechanical polishing(CMP)) 를 수행하여 금속층의 두께 및 평탄도를 조절하는 단계, 및

그 이후 가열하여 탄소층이 금속층에 용해되어 구비되는 탄소용해층을 형성하는 단계, 및

본 발명의 한 실시예에서, 금속층은 단일 금속으로 구성되는 것; 을 특징으로 한다.

본 발명의 한 실시예에서, 그래핀의 제조 방법은, 탄소용해층에 있어서의 탄소의 농도 분포 가운데, 기판의 표면에 평행한 방향의 농도 분포를 불균일하게 함에 따라서, 상기 기판의 표면에 평행한 방향으로 그래핀을 성장시키는 것; 을 특징으로 하는 그래핀의 제조 방법을 구비한다.

본 발명의 한 실시예에서, 그래핀의 제조 방법은, 금속층의 적어도 어느 한쪽의 두께를 불균일하게 함에 따라서, 탄소용해층에 있어서의 탄소의 농도 분포 가운데, 기판의 표면에 평행한 방향의 농도 분포를 불균일하게 하고, 상기 기판의 표면에 평행한 방향으로 그래핀을 성장시키는 것; 을 특징으로 하는 그래핀의 제조 방법을 구비한다.

본 발명의 한 실시예에서, 그래핀의 제조 방법은, 금속층의 두께에 기울기를 구비함에 따라서, 해당 기울기의 방향 중 기판의 표면에 평행한 방향으로 그래핀을 성장시키는 것; 을 특징으로 하는 그래핀의 제조 방법을 구비한다.

본 발명의 한 실시예에서, 금속층은, 기판의 표면에 평행하게 넓어지는 제 1 영역과, 기판의 표면에 평행하게 넓어지는 제 2 영역이, 굴곡을 개재하여 접하는 형상이고, 상기 제 1 영역은, 상기 금속층의 두께가, 상기 제 2 영역에 비해 얇고, 상기 제 2 영역은, 상기 굴곡으로부터 멀어지면 상기 금속층의 두께가 두꺼워지도록, 상기 금속층의 두께에 기울기가 구비되는 것; 을 특징으로 한다.

본 발명의 한 실시예에서, 그래핀의 제조 방법은,

기판의 표면에 평행한 제1의 방향으로 성장하고, 해당 표면에 직접 접하는 선상 그래핀을, 그래핀의 제조 방법에 의해 제조하며,

상기 선상 그래핀으로부터 상기 표면에 평행한 제2의 방향으로 성장하고, 해당 표면에 직접 접하는 면상 그래핀을, 그래핀의 제조 방법에 의해 제조하는 것; 을 특징으로 하는 그래핀의 제조 방법을 구비한다.

본 발명의 한 실시예에서, 본 발명은 기판 성장 그래핀을 구비하되,

상기 기판 성장 그래핀은, 상기 기판의 표면에 직접 접하고,

상기 기판 성장 그래핀의 상기 제1의 방향에 있어서의 결정립경은, 해당 그래핀의 해당 표면에 수직인 방향에 있어서의 결정립경보다 큰 것; 을 특징으로 하는 기판 성장 그래핀을 구비한다.

해당 기판 성장 그래핀은, 상기 기판의 표면에 직접 접하고,

해당 기판 성장 그래핀은, 상기 표면에 평행한 제2의 방향에 따른 결정립계를 갖는것; 을 특징으로 하는 기판 성장 그래핀을 구비한다. 본 발명의 한 실시예에서, 본 발명은 상기 제1의 방향과, 상기 제2의 방향은, 직교하는 것; 을 특징으로 하는 기판 성장 그래핀을 구비한다.

해당 기판 성장 그래핀은, 상기 기판의 표면에 직접 접하고,

해당 기판 성장 그래핀은, 상기 결정립계에 둘러싸인 영역의 내부에 있어서 단결정인 것; 을 특징으로 하는 기판 성장 그래핀을 구비한다. 본 발명의 한 실시예에서, 본 발명은 상기 제1의 방향과, 상기 제2의 방향은, 직교하는 것; 을 특징으로 하는 기판 성장 그래핀을 구비한다.

해당 기판 성장 그래핀은, 상기 기판의 표면에 직접 접하고,

해당 기판 성장 그래핀은, 상기 표면에 평행한 제2의 방향에 따른 결정립계를 복수 갖는것; 을 특징으로 하는 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 기판 성장 그래핀을 구비한다.

해당 기판 성장 그래핀은, 상기 기판의 표면에 직접 접하고,

해당 기판 성장 그래핀은, 상기 결정립계에 둘러싸인 영역의 내부 각각에 있어서 단결정인 것; 을 특징으로 하는 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 기판 성장 그래핀을 구비한다.

본 발명의 한 실시예에서, 본 발명은 그래핀의 제조방법을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자부품의 제조방법을 구비한다.

본 발명의 한 실시예에서, 전자부품의 제조방법은 트랜지스터(Transistor)의 제조방법을 의미할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.

본 발명의 한 실시예에서, 전자부품의 제조방법은 중앙처리장치(Central Processing Unit, CPU)의 제조방법을 의미할 수 있다.

본 발명의 한 실시예에서, 전자부품의 제조방법은 메모리(Memory)의 제조방법을 의미할 수 있다.

본 발명의 한 실시예에서, 본 발명은 기판 성장 그래핀의 제조방법을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자부품의 제조방법으로 구비되는 것을 특징으로 하는 전자부품을 구비한다.

본 발명의 한 실시예에서, 본 발명은 기판 성장 그래핀을 포함하여 구비되는 것을 특징으로 하는 전자부품을 구비한다.

본 발명의 한 실시예에서, 전자부품은 트랜지스터(Transistor)인것; 을 특징으로 하나, 이에 한정되지는 않는다.

본 발명의 한 실시예에서, 트랜지스터(Transistor)는 그래핀 트랜지스터(Transistor)를 포함하는 것을 의미한다.

본 발명의 한 실시예에서, 전자부품은 중앙처리장치(Central Processing Unit, CPU)인것; 을 특징으로 한다.

본 발명의 한 실시예에서, 전자부품은 메모리(Memory)인것; 을 특징으로 한다.

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본 발명의 한 실시예에서, 본 발명은

기판에 탄소층 구비, 이후 금속층 구비, 그 이후 가열하여 탄소층이 금속층에 용해되어 구비되는 탄소용해층을 형성하는 단계, 및

탄소용해층을 열처리하여 탄소용해층의 금속을 승화시켜 멀티층 그래핀을 형성하는 단계를 포함하는 것; 을 특징으로 하는 그래핀의 제조 방법을 구비한다.

본 발명의 한 실시예에서, 본 발명은

기판에 탄소층을 구비하는 단계, 및

기판에 금속층을 구비하는 단계, 및

가열하여 탄소층이 금속층에 용해되어 구비되는 탄소용해층을 형성하는 단계, 및

본 발명의 한 실시예에서, 본 발명은

탄소층 상부에 금속층을 형성하는 단계, 및

본 발명의 한 실시예에서, 본 발명은

기판에 탄소층을 구비하는 단계, 및

기판에 금속층을 구비하는 단계, 및

화학적 기계적 연마(chemical mechanical polishing(CMP))를 수행하여 상기 탄소용해층의 두께 및 평탄도를 조절하는 단계, 및

본 발명의 한 실시예에서, 본 발명은

탄소용해층에 있어서의 탄소의 농도 분포 가운데, 기판의 표면에 평행한 방향의 농도 분포를 불균일하게 함에 따라서, 상기 기판의 표면에 평행한 방향으로 그래핀을 성장시키는 것; 을 특징으로 하는 그래핀의 제조 방법을 구비한다.

본 발명의 한 실시예에서, 본 발명은

금속층의 적어도 어느 한쪽의 두께를 불균일하게 함에 따라서, 탄소용해층에 있어서의 탄소의 농도 분포 가운데, 기판의 표면에 평행한 방향의 농도 분포를 불균일하게 하고, 상기 기판의 표면에 평행한 방향으로 그래핀을 성장시키는 것; 을 특징으로 하는 그래핀의 제조 방법을 구비한다.

본 발명의 한 실시예에서, 본 발명은

금속층의 두께에 기울기를 구비함에 따라서, 해당 기울기의 방향 중 기판의 표면에 평행한 방향으로 그래핀을 성장시키는 것; 을 특징으로 하는 그래핀의 제조 방법을 구비한다.

본 발명의 한 실시예에서, 본 발명은

금속층은, 기판의 표면에 평행하게 넓어지는 제 1 영역과, 기판의 표면에 평행하게 넓어지는 제 2 영역이, 굴곡을 개재하여 접하는 형상이고, 상기 제 1 영역은, 상기 금속층의 두께가, 상기 제 2 영역에 비해 얇고, 상기 제 2 영역은, 상기 굴곡으로부터 멀어지면 상기 금속층의 두께가 두꺼워지도록, 상기 금속층의 두께에 기울기가 구비되는 것; 을 특징으로 하는 그래핀의 제조 방법을 구비한다.

본 발명의 한 실시예에서, 본 발명은 아래에 <A> 로 기술되는 그래핀의 제조 방법을 구비한다.

<A>

본 발명의 한 실시예에서, 본 발명은

또한, 본 발명의 한 실시예에서, 본 발명은

기판의 표면에 평행한 제1의 방향으로 성장하고, 해당 표면에 직접 접하는 선상 그래핀을, 상기 <A>에 기재된 그래핀의 제조 방법에 의해 제조하며,

상기 선상 그래핀으로부터 상기 표면에 평행한 제2의 방향으로 성장하고, 해당 표면에 직접 접하는 면상 그래핀을, 상기 <A>에 기재된 그래핀의 제조 방법에 의해 제조하는 것; 을 특징으로 하는 그래핀의 제조 방법을 구비한다.

본 발명의 한 실시예에서, 본 발명은

기판 성장 그래핀으로써,

상기 기판 성장 그래핀은, 상기 기판의 표면에 직접 접하고,

본 발명의 한 실시예에서, 본 발명은

기판 성장 그래핀으로써,

해당 기판 성장 그래핀은, 상기 기판의 표면에 직접 접하고,

해당 기판 성장 그래핀은, 상기 결정립계에 둘러싸인 영역의 내부에 있어서 단결정인 것; 을 특징으로 하는 기판 성장 그래핀을 구비한다. 또한, 본 발명의 한 실시예에서, 본 발명은 상기 제1의 방향과, 상기 제2의 방향은, 직교하는 것; 을 특징으로 하는 기판 성장 그래핀을 구비한다.

본 발명의 한 실시예에서, 본 발명은

기판 성장 그래핀으로써,

해당 기판 성장 그래핀은, 상기 기판의 표면에 직접 접하고,

해당 기판 성장 그래핀은, 상기 결정립계에 둘러싸인 영역의 내부 각각에 있어서 단결정인 것; 을 특징으로 하는 기판 성장 그래핀을 구비한다. 또한, 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 기판 성장 그래핀을 구비한다.

본 발명의 한 실시예에서, 본 발명은 그래핀의 제조방법을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자부품 제조방법을 구비한다.

본 발명의 한 실시예에서, 본 발명은 그래핀의 제조방법으로 얻어지는 그래핀을 구비한다.

본 발명의 한 실시예에서, 본 발명은 탄소용해층 및 그래핀의 제조방법에 의하여 형성된 그래핀을 구비한다.

본 발명의 한 실시예에서, 본 발명은 본 발명에서 제시되는 그래핀을 포함하여 구비되는 것을 특징으로 하는 전자부품을 구비한다.

본 발명의 한 실시예에서, 본 발명은

탄소용해층을 형성하는 단계, 및

본 발명의 한 실시예에서, 본 발명은

본 발명의 한 실시예에서, 본 발명은 그래핀의 제조방법으로 얻어지는 그래핀을 포함하여 구비되는 것을 특징으로 하는 전자부품을 구비한다.

본 발명의 한 실시예에서, 본 발명은

기판 성장 그래핀으로써,

해당 기판 성장 그래핀은, 상기 기판의 표면에 직접 접하고,

해당 기판 성장 그래핀은, 상기 표면에 평행한 제2의 방향에 따른 결정립계를 갖는것; 을 특징으로 하는 기판 성장 그래핀을 구비한다. 또한, 본 발명의 한 실시예에서, 본 발명은 상기 제1의 방향과, 상기 제2의 방향은, 직교하는 것; 을 특징으로 하는 기판 성장 그래핀을 구비한다.

본 발명의 한 실시예에서, 본 발명은

기판 성장 그래핀으로써,

해당 기판 성장 그래핀은, 상기 기판의 표면에 직접 접하고,

해당 기판 성장 그래핀은, 상기 표면에 평행한 제2의 방향에 따른 결정립계를 복수 갖는것; 을 특징으로 하는 기판 성장 그래핀을 구비한다. 또한, 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 기판 성장 그래핀을 구비한다.

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여기서, "기술되다" 는 "대상이나 과정의 내용과 특징이 있는 그대로 열거되거나 기재되어 서술되다"를 의미한다.

본 발명은 상위 그룹, 그룹, 그룹의 범위, 그룹의 하위 범위, 그룹의 포함 범위로 기술되었다.

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.

본 발명의 한 실시예에서, 본 발명에 특별히 기술된 것보다, 일반적으로 알려진 방법, 일반적으로 알려진 수학식, 일반적으로 알려진 법칙, 일반적으로 알려진 설명, 일반적으로 알려진 순서 및 일반적으로 알려진 기술은 불필요한 실험에 의지하지 않고 넓게 드러나 있는 본 발명의 실시예에 적용될 수 있다.

본 발명의 한 실시예에서, 본 발명에 특별히 기술된 것과 동일하게 알려진 방법, 순서 그리고 특히 기술적으로 동일하게 알려진 기술은 의도되지 않게 본 발명의 실시예에 적용될 수 있다.

본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자는 일반적으로 알려진 방법, 일반적으로 알려진 수학식, 일반적으로 알려진 법칙, 일반적으로 알려진 설명, 일반적으로 알려진 순서 및 일반적으로 알려진 기술등 과도한 설명에 의지하지 않고도 본 발명이 실현가능하다는 것을 알 수 있을 것이다.

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 이해될 수 있으며, 이러한 수정 및 변화들은 첨부된 청구항에 의해 정의된 바와 같이 본 발명의 범위 안에서 고려될 수 있다.

본 발명의 한 실시예에서, 제공된 특정 실시예는 본 발명의 유용한 실시예의 예시이고, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명이 구성요소들, 방법단계들의 변화를 사용하여 수행되어질 수 있다는 점을 이해할 수 있을 것이다.

본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 한 실시예에서, 본 발명의 특정 실시예가 다양한 선택적 구성 및 방법 및 단계들을 포함하여 사용될 수 있다는 점을 이해할 수 있을 것이다.

여기서 기술되거나 설명된 구성요소의 구체적인 명칭은 본 발명이 속하는 기술분야의 일반적 기술을 가진자가 같은 구성요소의 구체적인 명칭을 다르게 부를 수도 있는 점에서 임의의 예시로서 불려질 수 있다. 따라서, 여기서 기술되거나 설명된 구성요소의 구체적인 명칭은 기술된 본 발명의 전반적인 내용을 토대로 이해되어져야 한다.

본 발명의 한 실시예에서, 본 발명의 기술되거나 설명된 그룹의 조합은 달리 언급되지 않더라도 본 발명을 실시하기 위하여 사용되어질 수 있다고 고려될 수 있다.

본 발명의 한 실시예에서, 본 발명의 상위그룹내에 포함 가능한 기술되거나 설명된 그룹의 조합은 달리 언급되지 않더라도 본 발명의 상위그룹내에서 사용되어질 수 있다.

본 발명의 한 실시예에서, 기술되거나 설명된 그룹의 범위가 상세하게 주어질 때 뿐만 아니라 상기 기술되거나 설명된 그룹의 범위에 포함 가능한 개별 값은 상기 기술되거나 설명된 그룹의 범위에서 사용되어질 수 있다.

본 발명의 한 실시예에서, 기술되거나 설명된 그룹의 범위가 상세하게 주어질 때 뿐만 아니라 상기 기술되거나 설명된 그룹의 범위에 포함 가능한 그룹의 조합은 상기 기술되거나 설명된 그룹의 범위에서 사용되어질 수 있다.

본 발명의 한 실시예에서, 기술되거나 설명된 그룹의 범위가 상세하게 주어질 때 뿐만 아니라 상기 기술되거나 설명된 그룹의 범위에 포함 가능한 그룹은 상기 기술되거나 설명된 그룹의 범위에서 사용되어질 수 있다.

본 발명의 한 실시예에서, 기술되거나 설명된 구성요소의 등가적으로 알려진 구성요소 또는 변형물은 달리 언급되지 않더라도 의도되지 않게 본 발명을 실시하기 위하여 사용되어질 수 있다.

본 발명의 한 실시예에서, 본 발명의 내용은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자의 레벨에서 설명되었다.

본 발명의 한 실시예에서, 그룹, 그룹의 범위, 그룹의 하위 범위, 그룹의 포함 범위로 기술된 설명은, 포함 가능한 본 발명의 상위 그룹의 설명의 범위내에서 실현될 수 있다.

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.

또한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자는 본 발명에서 그룹, 그룹의 범위, 그룹의 하위 범위, 그룹의 포함 범위로 기술된 설명이 충분히 포함 가능한 본 발명의 상위 그룹의 실시에 채용될 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다.

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.

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.

본 발명의 한 실시예에서, 기술된 방법들과 등가적으로 알려진 방법들은 의도되지 않게 본 발명의 한 실시예에, 사용되어질 수 있다.............................

10 : 기판
11 : 탄소층
12 : 금속층
13 : 탄소용해층
14 : 그래핀
200 : 금속층
1003 : 기판
2000 : 선상 그래핀
2100 : 면상 그래핀
2500 : 그래핀 성장 방향
3001 : 슬릿 마스크
3002 : 슬릿
3005 : 스퍼터링(sputtering)에 의해 공급되는 금속 방향

Claims

기판에 탄소층 구비, 이후 금속층 구비, 그 이후 가열하여 탄소층이 금속층에 용해되어 구비되는 탄소용해층을 형성하는 단계, 및
탄소용해층을 열처리하여 탄소용해층의 금속을 승화시켜 멀티층 그래핀을 형성하는 단계를 포함하는 것; 을
특징으로 하는 그래핀의 제조 방법
기판에 탄소층을 구비하는 단계, 및
기판에 금속층을 구비하는 단계, 및
가열하여 탄소층이 금속층에 용해되어 구비되는 탄소용해층을 형성하는 단계, 및
탄소용해층을 열처리하여 탄소용해층의 금속을 승화시켜 멀티층 그래핀을 형성하는 단계를 포함하는 것; 을
특징으로 하는 그래핀의 제조 방법
기판에 탄소층의 형상을 3차원적인 높낮이를 구비하도록 형성하는 단계, 및
탄소층 상부에 금속층을 형성하는 단계, 및
화학적 기계적 연마(chemical mechanical polishing(CMP)) 를 수행하여 금속층의 두께 및 평탄도를 조절하는 단계, 및
그 이후 가열하여 탄소층이 금속층에 용해되어 구비되는 탄소용해층을 형성하는 단계, 및
탄소용해층을 열처리하여 탄소용해층의 금속을 승화시켜 멀티층 그래핀을 형성하는 단계를 포함하는 것; 을
특징으로 하는 그래핀의 제조 방법
기판에 탄소층을 구비하는 단계, 및
기판에 금속층을 구비하는 단계, 및
가열하여 탄소층이 금속층에 용해되어 구비되는 탄소용해층을 형성하는 단계, 및
화학적 기계적 연마(chemical mechanical polishing(CMP))를 수행하여 상기 탄소용해층의 두께 및 평탄도를 조절하는 단계, 및
탄소용해층을 열처리하여 탄소용해층의 금속을 승화시켜 멀티층 그래핀을 형성하는 단계를 포함하는 것; 을
특징으로 하는 그래핀의 제조 방법
청구항 1 항 또는 청구항 2 항에 있어서,
상기 탄소용해층에 있어서의 상기 탄소의 농도 분포 가운데, 상기 기판의 표면에 평행한 방향의 농도 분포를 불균일하게 함에 따라서, 상기 기판의 표면에 평행한 방향으로 그래핀을 성장시키는 것; 을
특징으로 하는 그래핀의 제조 방법
청구항 3 항 또는 청구항 4 항에 있어서,
상기 탄소용해층에 있어서의 상기 탄소의 농도 분포 가운데, 상기 기판의 표면에 평행한 방향의 농도 분포를 불균일하게 함에 따라서, 상기 기판의 표면에 평행한 방향으로 그래핀을 성장시키는 것; 을
특징으로 하는 그래핀의 제조 방법
청구항 1 항 또는 청구항 2 항에 있어서,
상기 금속층의 적어도 어느 한쪽의 두께를 불균일하게 함에 따라서, 상기 탄소용해층에 있어서의 상기 탄소의 농도 분포 가운데, 상기 기판의 표면에 평행한 방향의 농도 분포를 불균일하게 하고, 상기 기판의 표면에 평행한 방향으로 그래핀을 성장시키는 것; 을
특징으로 하는 그래핀의 제조 방법
청구항 1 항 또는 청구항 2 항에 있어서,
상기 금속층의 두께에 기울기를 구비함에 따라서, 해당 기울기의 방향 중 상기 기판의 표면에 평행한 방향으로 그래핀을 성장시키는 것; 을
특징으로 하는 그래핀의 제조 방법
청구항 1 항 또는 청구항 2 항에 있어서,
상기 금속층은, 기판의 표면에 평행하게 넓어지는 제 1 영역과, 기판의 표면에 평행하게 넓어지는 제 2 영역이, 굴곡을 개재하여 접하는 형상이고, 상기 제 1 영역은, 상기 금속층의 두께가, 상기 제 2 영역에 비해 얇고, 상기 제 2 영역은, 상기 굴곡으로부터 멀어지면 상기 금속층의 두께가 두꺼워지도록, 상기 금속층의 두께에 기울기가 구비되는 것; 을
특징으로 하는 그래핀의 제조 방법
기판의 표면에 평행한 제1의 방향으로 성장하고, 해당 표면에 직접 접하는 선상 그래핀을, 청구항 5항에 기재된 그래핀의 제조 방법에 의해 제조하며,
상기 선상 그래핀으로부터 상기 표면에 평행한 제2의 방향으로 성장하고, 해당 표면에 직접 접하는 면상 그래핀을, 청구항 5항에 기재된 그래핀의 제조 방법에 의해 제조하는 것; 을
특징으로 하는 그래핀의 제조 방법
기판의 표면에 평행한 제1의 방향으로 성장하고, 해당 표면에 직접 접하는 선상 그래핀을, 청구항 6항에 기재된 그래핀의 제조 방법에 의해 제조하며,
상기 선상 그래핀으로부터 상기 표면에 평행한 제2의 방향으로 성장하고, 해당 표면에 직접 접하는 면상 그래핀을, 청구항 6항에 기재된 그래핀의 제조 방법에 의해 제조하는 것; 을
특징으로 하는 그래핀의 제조 방법
기판 성장 그래핀으로써,
상기 기판 성장 그래핀은, 상기 기판의 표면에 직접 접하고,
상기 기판 성장 그래핀의 상기 표면에 평행한 제1의 방향에 있어서의 결정립경은, 해당 기판 성장 그래핀의 해당 표면에 평행한 다른 어느 하나의 방향에 있어서의 결정립경보다 크고,
상기 기판 성장 그래핀의 상기 제1의 방향에 있어서의 결정립경은, 해당 그래핀의 해당 표면에 수직인 방향에 있어서의 결정립경보다 큰 것; 을
특징으로 하는 기판 성장 그래핀
기판 성장 그래핀으로써,
해당 기판 성장 그래핀은, 상기 기판의 표면에 직접 접하고,
해당 기판 성장 그래핀은, 상기 표면에 평행한 제1의 방향에 따른 결정립계를 가지며,
해당 기판 성장 그래핀은, 상기 표면에 평행한 제2의 방향에 따른 결정립계를 가지며,
해당 기판 성장 그래핀은, 상기 결정립계에 둘러싸인 영역의 내부에 있어서 단결정인 것; 을
특징으로 하는 기판 성장 그래핀
청구항 13 항에 있어서,
상기 제1의 방향과, 상기 제2의 방향은, 직교하는 것; 을
특징으로 하는 기판 성장 그래핀
기판 성장 그래핀으로써,
해당 기판 성장 그래핀은, 상기 기판의 표면에 직접 접하고,
해당 기판 성장 그래핀은, 상기 표면에 평행한 제1의 방향에 따른 결정립계를 복수 가지며,
해당 기판 성장 그래핀은, 상기 표면에 평행한 제2의 방향에 따른 결정립계를 복수 가지며,
해당 기판 성장 그래핀은, 상기 결정립계에 둘러싸인 영역의 내부 각각에 있어서 단결정인 것; 을
특징으로 하는 기판 성장 그래핀
청구항 15 항에 있어서,
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 기판 성장 그래핀
청구항 1 항 또는 청구항 2 항 또는 청구항 3 항 또는 청구항 4 항에 따른 그래핀의 제조방법을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자부품 제조방법
청구항 10 항 또는 청구항 11 항에 따른 그래핀의 제조방법을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자부품 제조방법
청구항 12 항 또는 청구항 13 항 또는 청구항 15 항에 따른 기판 성장 그래핀을 포함하여 구비되는 것을 특징으로 하는 전자부품
청구항 1 항 또는 청구항 2 항 또는 청구항 3 항 또는 청구항 4 항에 기재된 그래핀의 제조방법으로 얻어지는 그래핀
탄소용해층 및 그래핀의 제조방법에 의하여 형성된 그래핀
청구항 20 항 내지 청구항 21 항 중 어느 한 항에 따른 그래핀을 포함하여 구비되는 것을 특징으로 하는 전자부품
탄소용해층을 형성하는 단계, 및
탄소용해층을 열처리하여 탄소용해층의 금속을 승화시켜 멀티층 그래핀을 형성하는 단계를 포함하는 것; 을
특징으로 하는 그래핀의 제조 방법
탄소용해층에 있어서의 탄소의 농도 분포 가운데, 기판의 표면에 평행한 방향의 농도 분포를 불균일하게 함에 따라서, 상기 기판의 표면에 평행한 방향으로 그래핀을 성장시키는 것; 을
특징으로 하는 그래핀의 제조 방법
금속층의 적어도 어느 한쪽의 두께를 불균일하게 함에 따라서, 탄소용해층에 있어서의 탄소의 농도 분포 가운데, 기판의 표면에 평행한 방향의 농도 분포를 불균일하게 하고, 상기 기판의 표면에 평행한 방향으로 그래핀을 성장시키는 것; 을
특징으로 하는 그래핀의 제조 방법
금속층의 두께에 기울기를 구비함에 따라서, 해당 기울기의 방향 중 기판의 표면에 평행한 방향으로 그래핀을 성장시키는 것; 을
특징으로 하는 그래핀의 제조 방법
금속층은, 기판의 표면에 평행하게 넓어지는 제 1 영역과, 기판의 표면에 평행하게 넓어지는 제 2 영역이, 굴곡을 개재하여 접하는 형상이고, 상기 제 1 영역은, 상기 금속층의 두께가, 상기 제 2 영역에 비해 얇고, 상기 제 2 영역은, 상기 굴곡으로부터 멀어지면 상기 금속층의 두께가 두꺼워지도록, 상기 금속층의 두께에 기울기가 구비되는 것; 을
특징으로 하는 그래핀의 제조 방법
기판의 표면에 평행한 제1의 방향으로 성장하고, 해당 표면에 직접 접하는 선상 그래핀을, 그래핀의 제조 방법에 의해 제조하며,
상기 선상 그래핀으로부터 상기 표면에 평행한 제2의 방향으로 성장하고, 해당 표면에 직접 접하는 면상 그래핀을, 그래핀의 제조 방법에 의해 제조하는 것; 을
특징으로 하는 그래핀의 제조 방법
청구항 23 항 내지 청구항 28 항 중 어느 한 항에 따른 그래핀의 제조방법을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자부품 제조방법
청구항 23 항 내지 청구항 28 항 중 어느 한 항에 기재된 그래핀의 제조방법으로 얻어지는 그래핀
청구항 30 항에 따른 그래핀을 포함하여 구비되는 것을 특징으로 하는 전자부품
기판 성장 그래핀으로써,
해당 기판 성장 그래핀은, 상기 기판의 표면에 직접 접하고,
해당 기판 성장 그래핀은, 상기 표면에 평행한 제1의 방향에 따른 결정립계를 가지며,
해당 기판 성장 그래핀은, 상기 표면에 평행한 제2의 방향에 따른 결정립계를 갖는것; 을
특징으로 하는 기판 성장 그래핀
청구항 32 항에 있어서,
상기 제1의 방향과, 상기 제2의 방향은, 직교하는 것; 을
특징으로 하는 기판 성장 그래핀
기판 성장 그래핀으로써,
해당 기판 성장 그래핀은, 상기 기판의 표면에 직접 접하고,
해당 기판 성장 그래핀은, 상기 표면에 평행한 제1의 방향에 따른 결정립계를 복수 가지며,
해당 기판 성장 그래핀은, 상기 표면에 평행한 제2의 방향에 따른 결정립계를 복수 갖는것; 을
특징으로 하는 기판 성장 그래핀
청구항 34 항에 있어서,
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 기판 성장 그래핀
청구항 32 항 또는 청구항 34 항에 따른 기판 성장 그래핀을 포함하여 구비되는 것을 특징으로 하는 전자부품