KR20230082837A - 실리콘계 물질의 단결정 성장방법 - Google Patents

실리콘계 물질의 단결정 성장방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 산화마그네슘 기판과 라인 빔(line beam)을 이용하여 산화마그네슘 상에서 실리콘계 물질을 재결정화 하여 단결정 실리콘계 물질을 성장시키는 방법에 관한 것으로, 상기 실리콘계 물질의 단결정 성장방법은 라인 빔 형태의 레이저를 조사함으로써 단결정 실리콘계 물질을 저온에서 재결정화 할 수 있고, 기판과 상이한 물질도 에피택시얼 성장을 통해 단결정으로 형성할 수 있다.

Description

실리콘계 물질의 단결정 성장방법{Single crystal growth method of Si group materials}
본 발명은 산화마그네슘 기판과 라인 빔(line beam)을 이용하여 산화마그네슘 상에서 비정질의 실리콘계 물질을 재결정화 하여 단결정 실리콘계 물질을 성장시키는 방법에 관한 것이다.
반도체소자, 디스플레이, 태양전지, 센서 등에 이용되는 소자의 성능은 반도체 Active 층에 의해 결정된다. 기존의 실리콘 기반 Complement Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect-Transistor (CMOS) 의 소자 반도체 Active 층은 다결정 실리콘을 고열(>1400 ℃)로 녹여 액체상태로 만든 뒤, 단결정 실리콘 Seed를 접촉시켜 Seed 방향으로 성장한 잉곳을 잘라서 기판으로 사용하는 초크랄스키법이나, 기판 방향과 동일하게 성장하는 Homogeneous Epitaxy 박막 성장법으로 형성한다. 이렇게 형성된 단결정 실리콘은 매우 균일하고 우수한 특성을 가지고 있다. 또, 디스플레이와 같이 실리콘 기판이 아닌 다른 기판위에 저온 공정으로 소자를 형성하는 경우, 비정질 실리콘에 금속 이온을 이용한 재결정화(Re-crystallization) 유도 방법, Excimer 레이저 어닐링을 이용해 다결정 실리콘으로 재결정화 시키는 Low Temperature Poly Silicon (LTPS) 방법이나 InGaZnO(IGZO), SnO 등의 산화물 반도체를 활성층으로 사용하고 있다.
하지만, 초크랄스키법은 600 ℃ 이상 고온에서 공정을 진행해야 하므로 하부층 열화 현상에 민감한 3D 집적 반도체소자, 평판 디스플레이, 태양전지 등의 저온 Active 층 형성에는 적합하지 않고, Homogeneous Epitaxy 박막 성장 방법은 기판과 동일한 물질만 Epitaxy 성장이 가능한 제약이 있다.
웨이퍼 본딩 기술은 하부층 표면 거칠기에 따른 수율 저하, 후속 공정에 의한 상부 Active 층의 접착력이 감소하는 문제가 발생한다. 또한 비정질 실리콘을 재결정화 시키는 Metal-induced Crystallization 기술은 금속 이온에 의한 오염 때문에 소자 성능 저하와 Grain 크기의 성장 한계가 존재하고, Gaussian energy profile 레이저를 이용한 다결정 실리콘 재결정화 기술은 Melting & Re-growth 로 형성된 다결정 실리콘의 성능이 단결정에 비해 매우 떨어지고, 소자 간 균일한 성능을 구현하지 못한다.
그러므로 기존 CMOS 공정과의 양립 가능성(compatibility)를 맞출 수 있는 단결정 실리콘계 물질을 불순물로부터 오염을 최소화하고 하부층 열화가 없는 저온으로 형성하는 기술이 필요하다.
대한민국 공개특허 제10-2013-0044124호(2013.05.02. 공개)
본 발명의 목적은 반도체 소자, 디스플레이, 태양전지, 센서 등에 이용되는 소자의 반도체 활성층(active layer)을 단결정으로 만들기 위해 산화마그네슘 기판을 이용하여 실리콘계 물질의 결정방향을 제어하여 단결정으로 성장시키는 방법을 제공하는 데에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 산화마그네슘 기판 상에 형성된 비정질의 실리콘계 물질층을 형성하는 제1 단계; 상기 실리콘계 물질층 상에 캡핑층을 형성하는 제2 단계; 및 상기 캡핑층에 라인 빔 레이저를 조사하여 실리콘계 물질을 재결정하는 제3 단계;를 포함하고, 상기 산화마그네슘 기판은 단결정 산화마그네슘을 포함하고, 상기 라인 빔 형태의 레이저는 결정화를 위한 임계파워 이상, 융제(ablation)가 일어나지 않는 파워 이하로 스캐닝한 조건으로 조사하는 것을 특징으로 하는, 실리콘계 물질의 단결정 성장방법을 포함한다.
또한, 본 발명은 상기 서술한 실리콘계 물질의 단결정 성장방법으로 제조된 단결정 실리콘계 물질을 포함하는 활성층을 제공한다.
본 발명에 따른 실리콘계 물질의 단결정 성장방법은 라인 빔 형태의 레이저를 조사함으로써 단결정 실리콘계 물질을 저온에서 재결정화 할 수 있고, 기판과 상이한 물질도 에피택시얼 성장을 통해 단결정으로 형성할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 단결정 실리콘계 물질을 제조하는 방법을 나타낸 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 실리콘계 물질의 단결정 성장방법에서 사용된 산화마그네슘 기판의 X선 회절분석(X-ray Diffractin, XRD) 패턴 그래프(a) 및 어닐링 전, 후의 산화마그네슘 기판의 반사 고에너지 전자선 회절(Reflection High-Energy Electron Diffraction, RHEED) 패턴(b,c) 이다.
도 3은 산화마그네슘(001) 상의 게르마늄(Ge)을 전자 후방 산란회절(EBSD IPF Mapping) 분석한 결과이고, (a)는 일반 방향(ND), (b)는 압연 방향(RD), (c)는 가로 방향(TD), (d)는 입자 경계(GB)이다.
도 4는 이산화규소(SiO2) 상의 게르마늄(Ge)을 전자 후방 산란회절(EBSD IPF Mapping) 분석한 결과이고, (a)는 일반 방향(ND), (b)는 압연 방향(RD), (c)는 가로 방향(TD), (d)는 입자 경계(GB)이다.
도 5는 게르마늄(Ge)/산화마그네슘(MgO) 계면의 단면을 투과전자 현미경(TEM)으로 촬영한 이미지(a)이고, 산화마그네슘(MgO)[001](b) 및 게르마늄(Ge)[110](c)을 빠른 푸리에 변환(Fast Fourier Transformation, FFT)한 이미지이다.
도 6은 게르마늄(Ge)과 산화마그네슘(MgO)(001) 사이의 에피텍셜 관계를 나타낸 이미지(a)와 게르마늄(Ge)의 단위 셀을 나타낸 이미지(b)이다.
이하, 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다.
본 발명은 반도체소자, 디스플레이, 태양전지, 센서 등에 이용되는 소자의 반도체 활성층을 단결정으로 만들기 위해 MgO Seed를 이용하여 그 위에 실리콘계 물질을 결정방향을 제어하여 단결정 성장시키는 기술이다. 더 상세하게는, 반도체소자 활성층을 형성하기 위해 MgO Seed 위 실리콘계(Ge) 물질을 증착한 후 Flat-top CW 레이저를 이용한 Seed 방향으로의 재결정화를 통해 하부에 열적 열화를 유도하지 않고 결정방향이 조절 가능한 실리콘계(Ge) 활성층을 저온 형성하는 기술이다.
본 발명은 산화마그네슘 기판 상에 형성된 비정질의 실리콘계 물질층을 형성하는 제1 단계; 상기 실리콘계 물질층 상에 캡핑층을 형성하는 제2 단계; 및 상기 캡핑층에 라인 빔 레이저를 조사하여 실리콘계 물질을 재결정하는 제3 단계;를 포함하는, 실리콘계 물질의 단결정 성장방법을 제공한다.
상기 제1 단계는 산화마그네슘 기판 상에 비정질의 실리콘계 물질을 증착시켜 실리콘계 물질층을 형성하는 단계이다.
상기 실리콘계 물질층은 게르마늄(Ge), 비소화갈륨(GaAs) 및 비소화인듐(InAs)으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있고, 구체적으로 비정질의 게르마늄으로 이루어질 수 있다.
상기 산화마그네슘 기판은 단결정 산화마그네슘을 포함할 수 있다.
상기 제1 단계는 산화마그네슘 기판 상에 30 nm 이상 또는 30 nm 내지 2000 nm의 두께로 비정질의 실리콘계 물질을 증착하여 실리콘계 물질층을 형성할 수 있다. 상기 실리콘계 물질층의 두께가 증가하는 경우, 캡핑층의 두께와 레이저 파워를 증가시킬 수 있다. 상기 증착 방법은 물리기상 증착법(PVD), 화학기상 증착법(CVD) 또는 스핀 온 글라스(SOG)의 방법으로 수행할 수 있다.
상기 제1 단계는 비정질의 실리콘계 물질층을 형성하기 전에 산화마그네슘 기판을 300~800℃ 온도에서 30분 내지 2시간 동안 어닐링하는 과정을 추가로 수행할 수 있다. 상기와 같이 어닐링하는 과정을 통해 산화마그네슘의 높은 흡습성으로 인한 결정성 손실을 막을 수 있다.
상기 제2 단계는 산화마그네슘 기판 상에 형성된 실리콘계 물질층 상에 캡핑물질을 증착하여 캡핑층을 형성하는 단계이다.
상기 캡핑물질은 이산화규소를 포함할 수 있고, 구체적으로 비정질의 이산화규소로 이루어질 수 있다.
상기 제2 단계는 상기 실리콘계 물질층 상에 실리콘계 물질층의 두께의 4배 이상 또는 4배 내지 10배의 두께로 비정질의 캡핑물질을 증착하여 캡핑층을 형성할 수 있다. 상기 증착 방법은 물리기상 증착법(PVD), 화학기상 증착법(CVD) 또는 스핀 온 글라스(SOG)의 방법으로 수행할 수 있다.
상기와 같이 캡핑층을 형성함으로써 재결정화를 위해 레이저를 조사하는 경우, 조사된 레이저의 열에너지를 급격하게 방출하지 않고, 산화마그네슘 기판과 실리콘계 물질층 계면까지 에너지가 안정적으로 도달하도록 도움을 준다.
상기 제3 단계는 라인 빔 형태의 레이저를 조사하여 비정질 실리콘계 물질을 재결정화 하여 단결정 실리콘계반도체를 형성하는 단계이다.
상기 라인 빔 형태의 레이저는 연속파 레이저(continuous wave laser)일 수 있다.
구체적으로, 상기 라인 빔 형태의 레이저는 결정화를 위한 임계파워 이상, 융제(ablation)가 일어나지 않는 파워 이하로 스캐닝한 조건으로 조사하여 실리콘계 물질의 녹는점(600~800℃) 근처의 임계 파워로 조사함으로써 산화마그네슘과 실리콘계 물질층의 계면으로부터 재결정화시켜, 실리콘계 물질의 표면에서의 재결정화를 방지하고, 높은 투과율로 인해 조사된 레이저 에너지의 손실이 발생하지 않을 수 있다.
예를 들어, 상기 결정화를 위한 임계파워는 결정화 임계 파워밀도(I)를 의미하고, 상기 결정화 임계 파워밀도는 실리콘계 물질층 및/또는 캡핑층의 두께와 물질에 따라 달라질 수 있으나, 구체적으로, 상기 결정화 임계 파워밀도는 0.01 내지 0.09 W/㎛2, 0.01 내지 0.05 W/㎛2 또는 0.02 내지 0.04 W/㎛2일 수 있다. 실리콘계 물질층의 두께가 30~100nm이고, 캡핑층의 두께가 100~500nm으로 형성된 경우, 상기 결정화 임계 파워밀도는 0.02 내지 0.03 W/㎛2일 수 있다.
상기 제3 단계는 레이저를 조사하는 경우, 캡핑층이 존재함으로써 산화마그네슘 기판과 실리콘계 물질층의 계면의 온도가 실리콘계 물질층의 표면의 온도 보다 낮아서 산화마그네슘 기판으로부터 결정화가 시작될 수 있다.
상기와 같이 실리콘계 물질의 녹는점까지 라인 빔 레이저를 조사하여 녹은 실리콘계 물질 결정립 성장방향은 산화마그네슘과 동일한 방향으로 졍렬하여 재결정화되고, 재결정화 하면서 형성되는 실리콘계 물질은 산화마그네슘과 수직으로 형성될 수 있다.
상기 제3 단계 이후에 시각 공정을 통해 캡핑층을 제거하는 단계를 추가로 수행할 수 있고, 상기 캡핑층을 제거하는 단계는 캡핑층과 재결정화된 실리콘계 물질 표면이 일부를 식각 공정을 통해 제거할 수 있다. 상기 식각 공정은 반도체 소자의 식각 공정에 사용하는 방법이라면 특별히 제한하지 않는다.
또한, 본 발명은 상기 서술한 실리콘계 물질의 단결정 성장방법으로 제조된 실리콘계 물질을 포함하는 활성층을 제공한다.
상기 실리콘계 물질은 단결성 실리콘계 물질로서, 게르마늄(Ge), 비소화갈륨(GaAs) 및 비소화인듐(InAs)으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다. 또한, 상기 실리콘계 물질의 결정 경계 기울기는 15° 이하일 수 있다.
구체적으로, 상기 실리콘계 물질은 산화마그네슘의 결정 방향에 따라 정렬하여 재결정화된 것일 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 다만 하기의 실시예는 본 발명의 내용을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.
실시예 1
산화마그네슘(MgO)(001)-배향된 기판은 X-ray Diffraction (XRD)의 (001) 패턴만 확인되고, 1㎛ x 1㎛ 의 분석 영역 내 average roughness(Ra) 0.25 nm 미만, 평균제곱근(root-mean-square; RMS) 0.35 nm 미만, Maximum peat-to-valley range(P-V) 3 nm 미만의 polishing 된 영역을 사용한다. 산화마그네슘(MgO)의 높은 흡습성으로 인한 결정성 손실을 막기 위해, 게르마늄(Ge) 증착 전 500 ℃, 1 시간의 어닐링(in-situ) 후 단결정 산화마그네슘(MgO) (001)임을 확인 후 게르마늄(Ge)을 증착한다.
게르마늄(Ge) 증착 후 레이저 재결정화 시 MgO/Ge 계면이 아닌 Ge 표면에서부터의 재결정화(또는 ablation)를 방지하고, 높은 투과율로 인해 조사된 레이저 에너지의 손실이 발생하지 않으며, 낮은 열 전도성(thermal conductivity)으로 인해 조사된 레이저의 열 에너지를 급격히 방출하지 않고 MgO/Ge 계면까지 안정적으로 도달하게 하는 방열판(Heat Sink) 역할을 하는 SiO2 캡핑층을 증착한다.
도 1의 구조와 같이 적층구조를 형성한 후, 라인 빔(line beam) 형태의 CW 레이저를 이용하여 비정질 게르마늄(a-Ge) 녹는점 근처의 임계 파워로 레이저를 조사하여 재결정화시켜 단결정의 게르마늄을 제조하였다.
실험예 1
본 발명에서 사용하는 산화마그네슘 기판이 단결정임을 확인하기 위해서, X선 회절(XRD) 분석 및 반사 고에너지 전자선 회절(Reflection High-Energy Electron Diffraction, RHEED) 분석을 수행하였고, 그 결과를 도 2에 나타냈다.
X선 회절 분석법은 시료에 X선을 조사하면 시료 내 원자에 의해 산란된 X 선이 서로 간섭하여 특정방향에서 강한 회절 X선이 생성된다. 이때 생성된 X선의 회절무늬는 물질마다 다른 고유값으로 시료의 정성 및 정량분석에 이용된다. MgO 기판의 결정성은 Cu Kα 의 0.5。 각도의 grazing-incidence XRD 를 이용한 10 - 90도 범위의 분석을 통해 (001) 방향의 peak 만 존재함을 보였다. (모델명: X’Pert PRO MRD, 제조사: Phillips, 제조국: 미국)
반사 고에너지 전자 회절은 전자선 (electron beam)을 1-2° 각도로 시료 표면에 입사시켜, 시료 표면에서 회절 된 전자선을 반대편 형광 스크린에 투영시켜 결정성 물질의 최상층 표면을 특성화 하는 분석법이다. MgO 의 높은 흡습성으로 인해 표면에 생성 된 Mg(OH)2 와 탄소 오염을 세척하기 위해 MgO 기판을 in-situ annealing 후 RHEED 의 기쿠치 라인이 더 선명해진 것을 알 수 있다.
도 2의 (a)를 살펴보면, 산화마그네슘(MgO)(001)-배향된 기판은 X-ray Diffraction (XRD)의 (001) 패턴만 확인되었다.
도 2의 (b) 및 (c)는 반사 고에너지 전자선 회절(reflection high energy electron diffraction; RHEED) 패턴을 나타낸 것으로, 산화마그네슘(MgO)의 높은 흡습성으로 인한 결정성 손실을 막기 위해, 게르마늄(Ge) 증착 전 500 ℃, 1 시간의 어닐링(in-situ) 후의 산화마그네슘 특성을 확인할 수 있는데, 단결정 산화마그네슘(MgO) (001) 임을 확인하였다.
실험예 2
본 발명에 따른 실리콘계 물질의 단결정 성장방법에 따라 제조된 실리콘계 물질의 특성을 확인하기 위해, 전자 후방 산란회절(EBSD) 분석, 투과전자 현미경(TEM), 빠른 푸리에 변환(Fast Fourier Transformation, FFT) 분석을 수행하였고, 그 결과를 도 3 내지 도 5에 나타냈다.
전자 후방 산란 회절 분석은 전계 방사형 주사전자현미경(FE-SEM, field emission scanning microscopy)내에 위치한 측정기로 시료 표면 30 - 50 nm 깊이에서 후방 산란된 전자를 수집하여 결정 방위, 결정립 크기, 결정립 경계 등 시료의 다양한 결정학적 정보를 특성화 하는 분석법이다. 이때 후방산란전자의 수율을 높이기 위해 시료가 위치한 스테이지는 70。로 기울여져서 분석된다. 재결정화 된 Ge 은 15 kV 가속전압과 36 μA 전자전류로 구동 된 FE-SEM (모델명: SU-70, 제조사: Hitachi, 제조국: 일본)의 EBSD 카메라(모델명: Hikari, 제조사: EDAX, 제조국: 미국)로 분석되었다.
투과전자현미경은 전자선을 사용하여 시료를 투과시킨 전자선을 전자 렌즈로 확대하여 관찰하는 전자현미경이다. 따라서 시료는 전자선이 투과할 수 있게 충분히 얇게 준비되어야 하며, 2차원적인 상만 관찰 가능하다. 듀얼 빔 집속 이온빔(dual beam focused ion beam, 모델명: Nova 200, 제조사: FEI, 제조국: 네덜란드)을 이용해 레이저가 조사된 부분만 얇게 잘라내어 시료를 준비하였다. 시료는 전계방사형 주사투과전자현미경(FE-STEM, 모델명: HD-2300A, 제조사: Hitachi, 제조국: 일본)의 TEM 모드로 MgO 방향을 따라 재결정화된 Ge 의 단면을 관찰하였다.
도 3 및 도 4는 산화마그네슘(MgO) (001) 기판과 비정질 SiO2 막의 Ge을 CW레이저를 이용해 재결정화하고, SiO2 캡핑층을 제거한 후 전자 후방 산란회절(Electron BackScattering Diffraction; EBSD) 분석을 통해 재결정화 된 Ge의 결정 방향을 Inverse Pole Figure (IPF) Mapping 한 것이다.
상기 도 3의 (a)와 같이 산화마그네슘 (001) 기판 위에서 재결정화 된 Ge 은 산화마그네슘 씨드(seed)와 같은 [001] 방향의 결정(grain)을 형성하였고, 도 3의 (b)와 같이 Ge (001) 결정(grain) 은 [110] 방향으로 정렬되었다. 또한, 도 3의 (d)와 같이 결정 경계 기울기(grain boundary tilt)가 15˚ 이하인 거대 결정(grain)을 형성하였다.
반면, 도 4의 (a), (b), (c) 와 같이 SiO2 위에서 재결정화 된 Ge은 하부 비정질 SiO2 의 영향을 받지 않아 무작위한 방향의 다결정 Ge을 형성하였다. 또한 도 4의 (d)처럼 형성된 결정(grain)은 결정 경계 기울기(grain boundary tilt)가 15˚이상의 작은 결정(grain)으로 형성되었다.
상기 도 3 및 도 4를 통해 하부 씨드(Seed)의 존재 여부가 재결정화 된 Ge 의 방향성을 조절함을 알 수 있다.
도 5의 (a)는 재결정화 된 Ge과 하부의 산화마그네슘 씨드(MgO Seed)의 경계면을 투과전자 현미경(Transmission Electron Microscopy; TEM)으로 촬영한 단면이다. 도 5의 (b) 및 (c)는 각각 빠른 푸리에 변환(Fast Fourier Transform; FFT)으로 분석 된 패턴이 Ge [110] 과 MgO [001] Zone-axis 들임을 보아 단결정임을 알 수 있다. 이때, 도 5의 (a) 게르마늄(Ge)의 격자는 하부 산화마그네슘(MgO)과 1:1 을 이루는데, 이는 도 6의 (a) 및 (b)에 나타낸 바와 같이 게르마늄(Ge) (001) 면이 [110] 방향으로 45˚ 회전되어 있기 때문이다.
상기 도 3 내지 도 7을 통해 레이저에 의해 재결정화 된 실리콘계(Ge) 반도체 물질이 하부 산화마그네슘(MgO) (001) Seed 방향을 따라 (001) 면이 [110] 방향으로 정렬되어 단결정으로 성장함을 알 수 있다.
이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백하다. 즉, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다.

Claims (9)

  1. 산화마그네슘 기판 상에 형성된 비정질의 실리콘계 물질층을 형성하는 제1 단계;
    상기 실리콘계 물질층 상에 캡핑층을 형성하는 제2 단계; 및
    상기 캡핑층에 라인 빔 형태의 레이저를 조사하여 실리콘계 물질을 재결정하는 제3 단계;를 포함하고,
    상기 산화마그네슘 기판은 단결정 산화마그네슘을 포함하고,
    상기 라인 빔 형태의 레이저는 결정화를 위한 임계파워 이상, 융제(ablation)가 일어나지 않는 파워 이하로 스캐닝한 조건으로 조사하는 것을 특징으로 하는, 실리콘계 물질의 단결정 성장방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 실리콘계 물질층은 게르마늄(Ge), 비소화갈륨(GaAs) 및 비소화인듐(InAs)으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 실리콘계 물질의 단결정 성장방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    제1 단계는 산화마그네슘 기판 상에 30 nm 이상의 두께로 비정질의 실리콘계 물질을 증착하여 실리콘계 물질층을 형성하는 것을 상기 비정질의 실리콘계 물질의 단결정 성장방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 캡핑층은 비정질 이산화규소(SiO2)를 포함하는 결정 실리콘계 물질의 단결정 성장방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제3 단계는 레이저를 조사하는 경우, 산화마그네슘 기판으로부터 결정화가 시작되는 것을 특징으로 하는 실리콘계 물질의 단결정 성장방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 단계는 비정질의 실리콘계 물질층을 형성하기 전에 산화마그네슘 기판을 300~800℃ 온도에서 30분 내지 2시간 동안 어닐링하는 과정을 추가로 수행하는 것을 특징으로 하는 실리콘계 물질의 단결정 성장방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제3 단계 이후에 시각 공정을 통해 캡핑층을 제거하는 단계를 추가로 수행하는 것을 특징으로 하는 실리콘계 물질의 단결정 성장방법.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 따른 실리콘계 물질의 단결정 성장방법으로 제조된 실리콘계 물질을 포함하는 활성층.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 실리콘계 물질의 결정 경계 기울기는 15° 이하인 것을 특징으로 하는 활성층.
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