KR101635970B1 - 저압 화학기상증착법을 이용한 게르마늄 단결정 박막 제조 방법 - Google Patents

저압 화학기상증착법을 이용한 게르마늄 단결정 박막 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전사공정이 용이한 실리콘 옥사이드층이 형성된 실리콘 기판 위에 성장한 고품질 게르마늄 단결정 박막 성장 기술에 관한 것으로, 본 발명에 따른 게르마늄 단결정 박막 성장법은 저압 화학기상증착법 (LP-CVD)를 이용하여, 실리콘 옥사이드 위에 게르마늄 박막을 성장시키는 단계 공정이며, 구체적으로 실리콘 옥사이드층 위에 저온에서 게르마늄 박막을 성장시키는 단계, 열처리를 통해 게르마늄 박막의 결정성을 향상시키는 단계, 고온에서 게르마늄 박막을 성장시키는 단계 및 에칭 단계를 통하여 고품질의 게르마늄 단결정 박막을 얻을 수 있다.

Description

저압 화학기상증착법을 이용한 게르마늄 단결정 박막 제조 방법{Method for High-Quality Germanium Films Grown by Low Pressure-Chemical Vapor Deposition}
본 발명은 전사가 가능한 실리콘 옥사이드 기판 위에 게르마늄 단결정 박막을 성장하는 방법에 관한 것이다. 본 발명에서는 저압 화학기상증착(Low Pressure-Chemical Vapor Deposition, LP-CVD) 방법을 이용하여, 실리콘 옥사이드 기판 위에 게르마늄 박막을 성장시키는 공정을 활용한다.
우주용 태양전지는 60~70년대 이후 개발이 시작되어 최근에는 장기 임무 수행을 위한 고고도 비행체 등으로 그 적용 범위를 확대하고 있다. 비행체 적용을 위한 고고도용 태양전지는 지상용 태양전지와 달리 초고효율, 경량, 유연성, 환경적 내구성 등이 요구된다.
우주용 태양전지의 재료로 사용되어 온 III-V족 화합물 반도체는 현존하는 태양전지 중 가장 고효율 특성을 보이는 재료로써, 다양한 III-V족 박막 층의 조합을 통하여 재료 자체의 이론적인 효율 이상의 결과를 얻고자 노력해 왔다. 최근 상용화되어 있는 다중접합 형태의 III-V족 태양전지는 이중 혹은 삼중접합 형태로 되어 있는 것이 일반적이고, 접합 수가 증가할수록 태양전지의 효율 특성 향상이 가능하기 때문에 관련 연구가 활발히 이루어지고 있다.
삼중접합 태양전지는 대략 태양광의 단파장(자외선), 중간파장(가시광선), 장파장(근적외선) 대역을 흡수하는 세 가지 부분으로 이루어져 있고, 각 파장 대역의 흡수를 위해 III-V족, IV족 등 다양한 물질을 조합하여 각 층을 형성한다. 현재 상용화된 삼중접합 태양전지의 단파장(자외선)/중간파장(가시광선)/장파장(근적외선) 대역을 흡수하는 재료로는 각각 순서대로 InGaP/GaAs/Ge가 대표적이고, 여기에 IV족인 게르마늄(Ge)이 포함된다.
인듐 갈륨 비소(InGaAs)와 같은 III-V족 장파장 대역 흡수 물질을 이용하여 전 구조를 III-V족 화합물 반도체로 형성하는 방법이 있으나, 상부 갈륨 비소(GaAs) 층과의 격자부정합으로 인한 어려움이 있다. 반면, 게르마늄은 갈륨 비소(GaAs) 층과 격자 정합을 이루므로 장파장 흡수 층으로 사용하기 용이하다. 하지만, 게르마늄을 사용하는 삼중접합 태양전지는 고가의 게르마늄 기판을 사용해야 하는 단점이 있다. 실리콘 기판은 비용효율 증가뿐만 아니라, 공정이 성숙되어 있어 산업 적용이 수월하다는 장점을 가지고 있어 이를 이용한 게르마늄 기판 생산은 의미가 있다.
실리콘 상에 게르마늄을 에피택셜(epitaxial) 성장할 때 가장 문제가 되는 것은 격자부정합이다. 약 4.2%의 격자부정합은 게르마늄 박막에 결함을 형성하여 상부 반도체 층에 영향을 주고, 소자 특성을 악화시키기 때문에 통상적으로 버퍼층을 사용하게 된다.
하지만, 실리콘 옥사이드가 형성된 실리콘 기판 위에 게르마늄 박막을 형성할 경우, 비정질 실리콘 옥사이드 상에 결정질 박막을 형성해야 하기 때문에 고려해야 할 문제가 달라진다. 이러한 구조는 반도체 박막의 박리와 전사에 유리하기 때문에, 태양전지 공정 시 발생되는 격자부정합 문제를 해결할 뿐 아니라, 유연한 기판 상에 전사하는 것도 가능하게 된다.
이러한 구조는 SOI(Silicon on insulator) 혹은 GOI(Germanium on insulator) 등의 형태로 최근 전자 소자 분야에서 많이 활용되고 있다(J. Raja Jain et al., Opt. Mater. Express 1, 1121, 2011). 하지만, 대부분 물리적인 본딩(bonding) 공정으로 만들어지고 있고, 이러한 과정은 장시간의 고난도 공정기술을 필요로 한다. 이를 극복하고자 간소화된 공정으로 고품질의 게르마늄 박막을 형성하는 연구가 요구된다.
최근 초고진공 화학기상증착(Ultra-High Vacuum Chemical Vapor Depsition, UHV-CVD) 방법을 이용한 고품질 게르마늄 박막 형성이 다수 보고되고 있다(H. C. Luan et al., Appl. Phys. Lett. 75, 2909, 1999; Y. Liu et al., Appl. Phys. Lett. 84, 2563, 2004; M. Halbwax et al., Opt. Mater. 27, 822, 2005).
이러한 초고진공 화학기상증착 방법은 물리적인 본딩공정과 비교하여 고진공 상태에서 증착하기 때문에 고품질 박막을 얻을 수 있다는 장점이 있지만, 여러 번의 열처리 및 에칭(etching) 과정을 거치게 된다. 이는 공정을 복잡하게 할뿐더러, 계면의 확산작용, 표면의 물리적 손상 및 진공 챔버 외부 노출 등으로 인해 오히려 박막질을 악화시킬 수 있다.
게다가, 실리콘 옥사이드와 같은 비정질 상태 재료 위에 결정질 게르마늄 박막을 성장할 때, 결정질 기판 위에 성장하는 방법을 그대로 적용하기 쉽지 않으므로, 자체 공정 개발이 필요하다.
(0001) 한국등록특허 제 10-1213228 호 (2012.12.11)
실리콘 기판은 반도체 산업의 기반을 이루고 있는 재료로써, 다른 재료에 비해 가격이 싸고, 그 공정 방법이 잘 알려져 있다. 이러한 장점으로 인해 실리콘 기판을 이용한 고가 기판 생산 연구는 중요한 이슈이다. 하지만, 일차적으로 이종 재료 접합 시 발생하는 문제를 해결하는 것이 필요하다.
실리콘 기판으로 게르마늄 기판을 제작한 결과들이 보고되고 있으나, 공정 상의 난점으로 인해 상용화에 걸림돌이 되고 있다. 최근 많이 보고된 초고진공 화학기상증착(UHV-CVD)법을 이용한 공정은 온도와 압력, 결정 층의 두께, 성장 속도, 그리고 게르마늄의 몰분율 등에 매우 민감하게 변하고, 10번 이상 다수의 열처리 과정을 거치는 등 고난도, 장시간 공정을 거쳐야 하는 단점을 가져 상용화에 적합하지 않다.
한편, 태양전지의 유연성 확보 및 경량화를 위하여 딱딱한 모기판에서 태양전지 박막을 분리하여 유연한 기판에 전사하는 과정을 거치게 되는데, 박막 분리 시 손상을 최소화할 수 있는 희생층이 필요하게 된다. 실리콘 기판을 사용할 경우에는, 실리콘 옥사이드층이 태양전지 박막의 박리와 전사 시 희생층 역할을 할 수 있다. 하지만, 비정질인 실리콘 옥사이드층 위에 결정질 게르마늄 박막을 성장하는 것은 통상적인 에피택셜(epitaxial) 성장과 상이한 과정이므로, 이에 관한 공정 개발이 필요하다.
따라서 본 발명은 결정질 게르마늄 박막 화학기상증착 방법 중 하나인 저압 화학기상증착(Low Pressure-Chemical Vapor Deposition, LP-CVD) 방법을 이용하여 저온, 열처리, 고온의 단계로 구성된 게르마늄 박막의 성장 방법으로 실리콘 옥사이드가 형성된 실리콘 기판 위에 형성된 게르마늄 단결정 박막 및 이의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명의 게르마늄 단결정 제조 방법을 통해 게르마늄 박막의 결정성이 향상되어 고품질 게르마늄 박막을 제조하고, 고품질 게르마늄 박막의 두께 증가 및 대면적 성장이 가능하도록 하며, 이를 기반으로 게르마늄 단결정 박막 기반 태양전지 양산에 이용되어 고효율 태양전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 게르마늄 단결정 박막의 제조 방법은 실리콘 기판 위에 실리콘 옥사이드를 증착하여 실리콘 옥사이드층을 형성하고, 저온에서 실리콘 옥사이드층 위에 게르마늄 다결정 박막으로 저온 게르마늄 박막층을 성장시키는 저온 게르마늄 박막 성장 단계; 열처리를 통해 게르마늄 박막의 결정성을 향상시키는 열처리 단계; 고온에서 게르마늄 박막층을 성장시키는 고온 게르마늄 박막 성장 단계; 및 에칭(etching)을 통해 상기 실리콘 옥사이드층을 제거하는 에칭 단계를 포함하고, 여기서 상기 각각의 게르마늄 박막 성장 단계는 저압 화학기상증착(Low Pressure-Chemical Vapor Deposition, LP-CVD) 방법을 이용하여 수행되는 것을 특징으로 한다.
상기 저온 게르마늄 박막 성장 단계는 350 내지 450 ℃의 증착온도, 1×10-3 내지 3×10-3 Torr의 압력 및 분당 0.1 ㎚의 성장 속도 하에서 10 ㎚ 미만의 두께로 게르마늄 박막을 성장하며, 바람직하게는 상기 증착온도는 400℃, 상기 압력은 2×10-3 Torr으로 하여 저온 게르마늄 박막을 성장한다.
상기 열처리 단계는 7×10-4 내지 9×10-4 Torr의 압력 하에서 450 내지 550℃의 온도로 열처리하여 게르마늄의 결정성을 향상시키며, 바람직하게는 8×10-4 Torr의 압력 하에서 500℃의 온도로 30 분 동안 유지하면서 열처리를 수행한다.
상기 고온 게르마늄 박막 성장 단계는 550 내지 650 ℃의 증착온도, 7×10-4 내지 9×10-4 Torr의 압력 및 분당 0.2 ㎚의 성장 속도 하에서 게르마늄 박막이 성장하며, 바람직하게는 상기 증착온도를 600℃, 상기 압력은 8×10-4 Torr으로 하여 고온 게르마늄 단결정 박막을 성장시킨다.
상기 에칭 단계에서는 건식 에칭(dry etching)과 습식 에칭(wet etching)을 1분 미만으로 번갈아가며 수행하게된다. 이 과정을 통해서 저온 게르마늄 박막 성장 단계의 저온 게르마늄 박막층과 실리콘 옥사이드층 모두 제거 된다.
본 발명은 태양전지를 비롯한 광전소자뿐만 아니라, 전자소자 등 게르마늄 박막 재료를 기반으로 하는 산업에 적용 가능하다. 특히, 상대적으로 저가인 실리콘 기판을 이용한 공정으로 대량 생산 및 원가 절감 효과가 크다.
본 발명의 게르마늄 단결정 박막 제조방법을 이용하여 고고도용 고효율 태양전지의 장파장 대역 흡수 층인 게르마늄 박막의 고품질화가 가능하다. 이러한 고품질 게르마늄 박막은 태양전지 효율 향상에 필수적인 요소이다. 또한, 고고도용 태양전지를 위한 조건인 경량화, 유연화가 가능하다. 고고도용 태양전지의 경량화와 유연화는 반도체 박막의 박리 및 전사를 통하여 이루어지고, 본 발명에서는 이러한 공정을 간소화하는 것을 제시한다.
저온성장, 열처리, 고온성장의 간소화된 공정 과정은 10번 이상의 열처리와 에칭을 거치는 공정이나 물리적인 본딩 공정과정에 비해 아주 간단하며, 챔버 외부 노출 시간을 감소함으로써 게르마늄의 품질 향상이 가능하다. 이러한 공정 과정은 게르마늄 박막 두께 향상 및 대면적 성장을 가능하게 하여, 경제적으로 크게 이득을 볼 수 있다.
도 1은 본 발명의 게르마늄 단결정 박막의 제조 방법에 대한 순서도이다.
도 2는 실리콘 기판 위에 게르마늄 단결정 박막을 형성한 단면 구조도이다.
도 3은 저온 게르마늄 박막 성장 단계를 수행한 게르마늄 박막의 투과전자현미경(Transmission electron microscopy, TEM)의 단면 이미지이다.
도 4는 저온 게르마늄 박막 성장 단계를 수행한 게르마늄 박막의 제한시야 전자회절(Selected Area Electron diffraction, SAED)분석 결과이다.
도 5는 저온 게르마늄 박막 성장 단계를 수행하기 전과 후의 게르마늄 박막의 X선 회절 측정 결과이다.
도 6은 열처리 단계를 수행한 게르마늄 박막의 투과전자현미경(Transmission electron microscopy, TEM)의 단면 이미지이다.
도 7은 열처리 단계를 수행한 게르마늄 박막의 제한시야 전자회절(Selected Area Electron diffraction, SAED)분석 결과이다.
도 8은 열처리 단계를 수행하기 전과 후의 게르마늄 박막에 대한 X선 회절 측정 결과이다.
도 9는 고온 게르마늄 박막 성장 단계를 수행한 게르마늄 박막의 투과전자현미경(Transmission electron microscopy, TEM) 단면 이미지이다.
도 10은 고온 게르마늄 박막 성장 단계를 수행한 게르마늄 박막의 제한시야 전자회절(Selected Area Electron diffraction, SAED)분석 결과이다.
도 11은 고온 게르마늄 박막 성장 단계를 수행한 게르마늄 박막의 X선 회절 측정 결과이다.
이하 첨부된 도면을 통하여 본 발명을 상세히 설명하나, 일례로서 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 게르마늄 단결정 박막의 제조 방법을 나타낸 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 저압 화학기상증착(Low Pressure Chemical Vapor Deposition, LP-CVD) 방법을 이용한 게르마늄 단결정 박막 제조 방법은 실리콘 기판(211) 위에 실리콘 옥사이드(Slicon Oxide)를 증착하여 실리콘 옥사이드층(212)을 형성하는 단계(S11), 저온에서 실리콘 옥사이드층(212) 위에 저온 게르마늄 박막층을 성장시키는 저온 게르마늄 박막 성장 단계(S12), 상기 성장된 저온 게르마늄 박막층(221)을 열처리하여 게르마늄 박막의 결정성을 향상시키는 열처리 단계(S13), 고온에서 상기 열처리한 저온 게르마늄 박막층(221) 위에 고온 게르마늄 박막층(222)을 성장시키는 고온 게르마늄 박막 성장 단계(S14) 및 에칭(etching)을 통해 상기 실리콘 옥사이드층을 제거하는 에칭 단계(S15)를 포함하며, 각각의 게르마늄 박막 성장 단계는 저압 화학기상증착(LP-CVD) 방법을 이용하여 수행된다.
구체적으로 게르마늄 단결정 박막의 제조 방법은 다음과 같다. 실리콘 옥사이드층을 형성하는 단계(S11)는 실리콘 기판(211) 위에 실리콘 옥사이드를 증착시켜 약 300nm 두께의 실리콘 옥사이드층(212)이 형성하여 실리콘 옥사이드 기판(210)을 제조하고, 제조된 실리콘 옥사이드 기판을 아세톤(acetone), 에탄올(ethanol), 탈이온수(deionized water) 차례로 세척한 후에, 저압 화학기상증착 장치의 챔버 내에서 180℃ 온도 및 1 Torr의 압력으로 30분 정도 건조한다.
그 다음으로 저온 게르마늄 박막 성장 단계(S12)은 실리콘 옥사이드층(212) 위에 350 내지 450℃ 증착온도, 1×10-3 내지 3×10-3 Torr 압력 및 분당 0.1 ㎚ 증착 속도 하에서 10 nm 미만의 저온 게르마늄 박막층을 성장시켜 형성한다. 보다 바람직하게는 상기 증착온도는 400℃, 상기 압력은 2×10-3 Torr으로 하여 게르마늄 박막을 성장시킬 수 있다.
도 3은 저온 게르마늄 박막 성장 단계의 게르마늄 박막의 단면을 투과전자현미경(Transmission Electron Microscopy, TEM)으로 살펴본 결과로, 도시된 바와 같이 실리콘(Si) 기판, 실리콘 옥사이드(SiOx)층, 게르마늄(Ge) 박막층으로 구분되며, 상기 실리콘 옥사이드층은 실리콘 기판으로 부터 약 300 nm 정도의 지점에서 실리콘(Si) 성분이 많은 실리콘 옥사이드층에서부터 산소(O)성분이 많은 실리콘 옥사이드층으로 변화되고 있는 것을 확인하였다.
도 4는 저온 게르마늄 박막층의 제한시야 전자회절패턴(SAED pattern)을 분석한 결과, 형성된 저온 게르마늄 박막층(221)에서 결정화가 진행되지 않았음을 확인할 수 있었다.
또한 도 5는 저온 게르마늄 박막 성장 단계까지 성장된 게르마늄 박막의 결정성 확인을 위한 X선 회절 측정 결과를 나타낸 것으로, 도시된 바와 같이 검은색 실선 그래프는 실리콘 기판 위에 실리콘 옥사이드층이 형성된 실리콘 옥사이드 기판을 나타내고, 파란색 실선은 실리콘 옥사이드 기판(210) 위에 형성한 저온 게르마늄 박막(221)에 대한 결과를 보여준다. 저온에서 성장한 저온 게르마늄 박막층(221)의 경우, 2 theta 값 약 25 내지 30 도 및 40 내지 50도에서 넓은 피크(broad peak)를 나타냈음을 확인하였다.
상기 열처리 단계(S13)는 상기 형성된 저온 게르마늄 박막층(221)을 7×10-4 내지 9×10-4 Torr의 압력 하에서 450 내지 550℃의 온도로 가열하여 게르마늄의 결정성을 향상한다. 보다 바람직하게는 상기 온도는 500 ℃, 상기 압력은 8×10-4 Torr으로 유지하면서 30분 정도 가열할 수 있다.
도 6은 열처리를 통해 게르마늄의 결정성을 향상시키는 열처리 단계(S13)까지의 과정의 게르마늄 박막을 투과전자현미경 이미지로 나타낸 것이며, 도 6에서 오른쪽 이미지는 고분해능 투과전자현미경 이미지로 실리콘 옥사이드층과 열처리 게르마늄 박막층 사이의 계면을 나타낸다.
도 7은 열처리된 게르마늄 박막층을 제한시야 전자회절패턴(SAED pattern)으로 분석한 결과로 상기 열처리 단계 전의 저온 게르마늄 박막층(도 4)에서보다 결정성이 향상된 게르마늄 단결정 박막이 형성되었음을 확인할 수 있었다.
도 8은 저온 성장 게르마늄을 열처리 단계(S13)까지의 과정을 통한 게르마늄 박막의 X선 회절 측정결과로써, 붉은색 실선 그래프는 열처리 전을 나타내고, 파란색 실선은 열처리 후를 나타낸다. 도시된 바와 같이 열처리 단계 전에는 피크들이 불분명하게 나타났으나, 열처리가 진행되면 실리콘 다이옥사이드(SiO2)와 게르마늄(Ge) 피크들이 보인다.
고온 게르마늄 박막 성장 단계(S14)는 상기 열처리된 저온 게르마늄 박막층 위에 550 내지 650 ℃의 증착온도, 7×10-4 내지 9×10-4 Torr 압력 및 분당 0.2 ㎚ 성장 속도 하에서 게르마늄 박막을 성장한다. 보다 바람직하게는 상기 증착온도는 600 ℃, 상기 압력은 8×10-4 Torr으로 하여 고온 게르마늄 박막을 성장시킬 수 있다.
상기 고온 게르마늄 박막 성장 단계(S14)를 통한 게르마늄 박막은 도 9의 투과전자현미경(TEM) 단면 이미지와 같이, 실리콘 기판, 실리콘 옥사이드층, 저온 게르마늄 박막층 및 고온 게르마늄 박막층으로 이루어짐이 관찰되었고, 도 10과 같이 고온 게르마늄 박막층을 제한시야 전자회절패턴(SAED pattern)으로 분석한 결과 게르마늄 단결정 박막이 형성되었음을 확인할 수 있었다.
또한 상기 고온 게르마늄 박막 성장 단계(S14)를 통한 게르마늄 박막의 결정성은 도 11에서의 X선 회절 측정 결과와 같이, (220)과 (311) 방향의 게르마늄 피크는 약화 되고, 상대적으로 (111)방향의 게르마늄 피크가 강화된 것으로 보아 상기 결정 방향 (111)을 가진 게르마늄 박막 성장이 진행되었음을 알 수 있다.
그리고 상기 게르마늄 단결정 박막 성장 단계를 거친 다음으로 진행되는 상기 에칭 단계(S15)는 건식 에칭(dry etching) 및 습식 에칭(wet etching)을 1분 미만으로 번갈아가며 혼합하여 사용되고, 상기 저온 게르마늄 박막 성장 단계의 저온 게르마늄 박막층(221)과 실리콘 옥사이드층(212)가 제거된다.
상기와 같은 제조 방법을 통해 실리콘 기판위에 제조된 게르마늄 단결정 박막은 도 2에 나타낸 바와 같이 실리콘 기판(211) 위에 실리콘 옥사이드층(212)이 형성되어 이루어진 실리콘 옥사이드 기판(210)을 포함하고, 상기 실리콘 옥사이드층(212) 위에 성장된 게르마늄 박막(220)은 저온에서 성장한 후 열처리하여 얻어진 게르마늄 단결정 박막인 저온 게르마늄 박막층(221) 및 상기 저온 게르마늄 박막층(221) 위에 고온에서 성장된 고온 게르마늄 박막층(222)으로 이루어진다.
이와 같이 본 발명에 따른 게르마늄 단결정 박막의 제조 방법으로 제조된 게르마늄 단결정 박막은 고효율, 경량, 유연성을 가진 태양전지 제작에 사용할 수 있으며, 이를 위해 필요한 전사 공정이 가능하다.
상기 전사공정은 게르마늄 박막 표면에 전사용 스탬프인 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane, PDMS)을 형성한 후, 저온 게르마늄 박막층과 실리콘 옥사이드층을 에칭용액으로 제거하여 게르마늄 단결정 박막을 유연기판에 전사한 후 표면의 폴리디메틸실록산(PDMS)은 제거하는 공정을 통해 게르마늄 박막만 유연기판에 전사될 수 있다.
그리고 상기 에칭용액으로는 에칭할 수 있는 한, 산성이나 염기성용액을 특별히 제한하지 아니하고 사용할 수 있다. 예컨대, HF, HNO3, H3PO4, CH3COOH, NaNO2의 및 이들의 혼합물 등을 사용할 수 있다.
210 : 실리콘 옥사이드 기판 211 : 실리콘 기판
212 : 실리콘 옥사이드층 220 : 게르마늄 박막
221 : 저온 게르마늄 박막층 222 : 고온 게르마늄 박막층

Claims (6)

  1. 실리콘 기판 위에 실리콘 옥사이드를 증착하여 실리콘 옥사이드층을 형성하고, 상기 실리콘 옥사이드층 위에 400 ℃의 온도, 2×10-3 Torr의 압력 및 분당 0.1 ㎚의 성장 속도로 저온 게르마늄 박막층을 성장시키는 저온 게르마늄 박막 성장 단계;
    8×10-4 Torr의 압력 하에서 500 ℃의 온도로 열처리하여 게르마늄 박막의 결정 구조를 (111) 방향을 갖는 단결정으로 결정화시켜 게르마늄 박막의 결정성을 향상시키는 열처리 단계;
    600 ℃의 온도, 8×10-4 Torr의 압력 및 분당 0.2 ㎚의 성장 속도로 게르마늄 박막층을 성장시키는 고온 게르마늄 박막 성장 단계; 및
    건식 에칭(dry etching) 및 습식 에칭(wet etching)을 1분 미만으로 번갈아가며 진행하여 상기 실리콘 옥사이드층을 제거하는 에칭 단계;를 포함하고,
    여기서 각각의 게르마늄 박막 성장 단계는 저압 화학기상증착(Low Pressure-Chemical Vapor Deposition, LP-CVD) 방법을 이용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 게르마늄 단결정 박막 제조 방법.
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