KR20110056869A - Method of fabricating graphene using molecular beam epitaxy - Google Patents

Method of fabricating graphene using molecular beam epitaxy Download PDF

Info

Publication number
KR20110056869A
KR20110056869A KR1020090113363A KR20090113363A KR20110056869A KR 20110056869 A KR20110056869 A KR 20110056869A KR 1020090113363 A KR1020090113363 A KR 1020090113363A KR 20090113363 A KR20090113363 A KR 20090113363A KR 20110056869 A KR20110056869 A KR 20110056869A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
layer
graphene
substrate
molecular beam
beam epitaxy
Prior art date
Application number
KR1020090113363A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101611414B1 (en
Inventor
서형석
Original Assignee
삼성전자주식회사
더 보드 오브 트러스티스 오브 더 리랜드 스탠포드 주니어 유니버시티
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사, 더 보드 오브 트러스티스 오브 더 리랜드 스탠포드 주니어 유니버시티 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020090113363A priority Critical patent/KR101611414B1/en
Publication of KR20110056869A publication Critical patent/KR20110056869A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101611414B1 publication Critical patent/KR101611414B1/en

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/15—Nano-sized carbon materials
    • C01B32/182—Graphene
    • C01B32/184—Preparation
    • C01B32/188—Preparation by epitaxial growth
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/24—Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J19/248—Reactors comprising multiple separated flow channels
    • B01J19/249—Plate-type reactors
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/26—Deposition of carbon only
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2204/00—Structure or properties of graphene
    • C01B2204/02—Single layer graphene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2204/00—Structure or properties of graphene
    • C01B2204/04—Specific amount of layers or specific thickness

Abstract

PURPOSE: A producing method of graphene using a molecular beam epitaxy method is provided to obtain a uniform graphene layer with the high purity by monitoring the thickness of an epi-layer in real time. CONSTITUTION: A producing method of graphene using a molecular beam epitaxy method comprises the following steps: mounting a substrate(120) on a molecular beam epitaxy chamber; securing the temperature at 500~860deg C, and maintaining the high vacuum state inside the chamber; and forming a graphene layer(222) on the upper side of the substrate by supplying a carbon source to the substrate. The carbon source is CBr4, C2H4, carbon elements, or CH4.

Description

분자빔 에피탁시 방법을 이용한 그라핀 제조방법{Method of fabricating graphene using molecular beam epitaxy}Graphene manufacturing method using molecular beam epitaxy {Method of fabricating graphene using molecular beam epitaxy}

분자빔 에피탁시 방법을 이용한 그라핀 제조방법이 개시된다. A graphene production method using a molecular beam epitaxy method is disclosed.

그라핀은 전기적, 기계적, 화학적인 안정성을 가지고 있을 뿐만 아니라 뛰어난 도전성의 성질을 가지고 있으므로, 전자 회로의 기초 소재로 관심을 받고 있다. Graphene has attracted attention as a basic material for electronic circuits because it has electrical, mechanical, and chemical stability as well as excellent conductivity.

일반적으로 그라핀은 기판 상으로 카본 소스를 공급하는 화학 기상 증착법을 이용하여 제조하거나, 또는 SiC 기판을 열분해하는 방법으로 제조된다. Generally, graphene is prepared by chemical vapor deposition, which supplies a carbon source onto a substrate, or by thermal decomposition of a SiC substrate.

분자빔 에피탁시(MBE: molecular beam epitaxy)는 진공증착 기술을 이용하여 고체 박막층을 형성하는 방법이다. 초고진공에서 수행되며 증발되는 물질들은 충돌없이 기판 상에 접착된다. 또한, 기판에 형성되는 물질층의 두께 제어가 용이하다. Molecular beam epitaxy (MBE) is a method of forming a solid thin film layer using a vacuum deposition technique. Performed in ultra-high vacuum, the evaporated materials adhere to the substrate without impact. In addition, it is easy to control the thickness of the material layer formed on the substrate.

화학기상증착법으로 그라핀을 형성시 일반적으로 금속촉매층을 기판 상에 형성한 후, 금속촉매층 상에 그라핀층을 형성하여야 한다. When graphene is formed by chemical vapor deposition, a metal catalyst layer should generally be formed on a substrate, and then a graphene layer should be formed on the metal catalyst layer.

또한, SiC 기판을 이용한 열분해 방법은, SiC 기판이 고가이므로, 실제로 그라핀의 제조방법에 사용하기가 어렵다. Moreover, since the SiC substrate is expensive, the pyrolysis method using the SiC substrate is difficult to actually use in the method for producing graphene.

분자빔 에피탁시 방법을 이용하여 그라핀을 제조하는 방법이 제공된다. A method of preparing graphene using a molecular beam epitaxy method is provided.

일 실시예에 따른 분자빔 에피탁시 방법을 이용한 그라핀 제조방법은, 분자빔 에피탁시 챔버에 기판을 장착하는 단계;Graphene manufacturing method using a molecular beam epitaxy method according to an embodiment, comprising the steps of mounting a substrate in the molecular beam epitaxy chamber;

상기 챔버 내의 온도를 대략 500-860 ℃로 유지하고, 10-11 Torr 이하의 고진공 상태를 유지하는 단계; 및Maintaining a temperature in the chamber at approximately 500-860 ° C. and maintaining a high vacuum of 10 −11 Torr or less; And

상기 챔버 내에서, 기판 상에 탄소 소스를 공급하여 상기 기판 상에 그라핀층을 형성하는 단계;를 포함한다. In the chamber, supplying a carbon source on the substrate to form a graphene layer on the substrate.

상기 탄소 소스는, CBr4, C2H4, 탄소 원소, CH4 중 어느 하나이다.The carbon source is any one of CBr 4, C 2 H 4, a carbon element, and CH 4.

상기 그라핀층 형성단계는, 상기 챔버 내에 상기 탄소 소스를 공급하여 상기 챔버 내를 10-8 - 10-9 Torr 의 진공 상태를 유지하는 단계;를 포함할 수 있다. The forming of the graphene layer may include supplying the carbon source into the chamber to maintain a vacuum state of 10 −8 −10 −9 Torr in the chamber.

상기 그라핀층 형성단계는, 상기 기판 상에 상기 그라핀층이 형성되는 것을 관찰하여 in-situ로 상기 그라핀층을 1층 또는 2층으로 형성하는 단계일 수 있다. The graphene layer forming step may be a step of forming the graphene layer in one or two layers in-situ by observing that the graphene layer is formed on the substrate.

상기 기판 상에서 상기 그라핀층의 상부에 또는 상기 그라핀층 형성이전에 금속층, 그라핀층, 반도체 층을 포함하는 제2층을 더 형성하는 단계;를 포함할 수 있다. And forming a second layer including a metal layer, a graphene layer, and a semiconductor layer on the graphene layer on the substrate or before forming the graphene layer.

상기 기판 상에 상기 그라핀층 및 상기 제2층이 형성되는 것을 in-situ로 관찰하여 상기 그라핀층 및 상기 다른층이 원하는 두께로 성장되면, 해당 소스의 공급을 차단하는 단계를 더 포함할 수 있다. Observing in-situ that the graphene layer and the second layer are formed on the substrate, if the graphene layer and the other layer is grown to a desired thickness, may further comprise the step of blocking the supply of the source. .

상기한 실시예에 따른 분자빔 에피탁시 방법을 이용한 그라핀의 제조방법에 따르면, 종래의 금속촉매층이나 고가의 SiC 기판을 사용하지 않고도 그라핀을 제조할 수 있다. According to the graphene manufacturing method using the molecular beam epitaxy method according to the above embodiment, it is possible to produce graphene without using a conventional metal catalyst layer or an expensive SiC substrate.

또한, 에피층의 두께를 실시간으로 모니터링할 수 있으므로, 균질한 층으로 형성된 그라핀을 얻을 수 있다. 또한, 챔버 내의 진공상태를 유지한 상태로 그라핀과 다른 층을 고순도로 제조할 수 있다. In addition, since the thickness of the epi layer can be monitored in real time, a graphene formed in a homogeneous layer can be obtained. In addition, graphene and other layers can be produced in high purity while maintaining a vacuum in the chamber.

이하, 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 아래에 예시된 실시예들은 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니며, 본 발명을 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 충분히 설명하기 위해 제공되는 것이다. 이하의 도면들에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 도면상에서 각 구성요소의 크기는 설명의 명료성과 편의상 과장되어 있을 수 있다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the embodiments illustrated below are not intended to limit the scope of the present invention, but are provided to fully explain the present invention to those skilled in the art. In the drawings, like reference numerals refer to like elements, and the size of each element in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of description.

도 1은 본 발명의 실시예에서 사용되는 분자빔 에피탁시 장치(100)의 개괄적 도면이다. 1 is a schematic diagram of a molecular beam epitaxy apparatus 100 used in an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 분자빔 에피탁시 장치(100)는 챔버(110) 내에 기판(120)을 장착하는 기판홀더(130)와, 기판(120)을 가열하는 히터(140)와, 기판(120) 상으로 제1소스를 공급하는 제1소스 공급기(151)와, 제2소스를 공급하는 제2소스 공급기(152)가 있다. 제1소스 공급기(151)와 제2소스 공급기(152)에는 각각 해당 소스 의 공급을 차단하는 미도시된 차단기(shutter)가 있다. Referring to FIG. 1, the apparatus 100 for molecular beam epitaxy includes a substrate holder 130 for mounting a substrate 120 in a chamber 110, a heater 140 for heating the substrate 120, and a substrate ( There is a first source supply 151 for supplying a first source onto the 120 and a second source supply 152 for supplying a second source. Each of the first source supplier 151 and the second source supplier 152 has a not shown shutter to cut off the supply of the corresponding source.

분자빔 에피탁시 장치(100)에는 반사 고에너지 전자 회절(RHEED: reflection high energy electron diffraction) 장치(160)가 부착되어 에피탁시 성장중 에피층이 하나의 층을 형성하는 과정을 모니터링할 수 있다. 즉, in-situ로 제1소스 공급기(151)로부터의 물질, 예컨대 그라핀을 하나의 층으로 형성되는 것을 관찰할 수 있다. 그라핀을 한 층만 성장시키고자 하는 경우, 한 층 성장이 완료후, 제1소스 공급기(151)의 차단기로 제1소스의 공급을 차단한다. The molecular beam epitaxy device 100 is attached with a reflection high energy electron diffraction (RHEED) device 160 to monitor the epitaxial growth of one layer during epitaxy growth. have. That is, it can be observed that in-situ the material from the first source feeder 151, for example, graphene, is formed in one layer. When only one layer of graphene is to be grown, the supply of the first source is cut off by the breaker of the first source supplier 151 after the growth of one layer is completed.

도 1에는 도시되지 않았지만, 히터(140)의 온도를 측정하고 원하는 온도로 조절하는 제어기와, 챔버(110)내의 가스를 밖으로 빼는 진공펌프가 챔버(110)에 연결되어 있다. Although not shown in FIG. 1, a controller that measures the temperature of the heater 140 and adjusts the temperature to a desired temperature, and a vacuum pump that draws gas out of the chamber 110, are connected to the chamber 110.

도 2a 내지 도 2b는 일 실시예에 따른 분자빔 에피탁시 방법을 이용한 그라핀 제조방법을 보여주는 도면이다. 이하에서는 도 1의 분자빔 에피탁시 장치와 동일한 구성요소에는 동일한 참조번호를 사용하고 상세한 설명은 생략한다. 2A to 2B are views illustrating a graphene manufacturing method using a molecular beam epitaxy method according to an embodiment. Hereinafter, the same reference numerals are used for the same components as those of the molecular beam epitaxy apparatus of FIG. 1, and a detailed description thereof will be omitted.

도 2a를 참조하면, 도 1에서 설명한 분자빔 에피탁시 챔버(110) 내의 기판홀더(130) 상에 기판(120)을 장착한다. 기판(120)은 GaAs, GaAlAs, Si, MgO, SiO2, 사파이어 중 어느 하나의 물질로 형성된 기판일 수 있다. 챔버(110) 내 분위기를 조절한다. 기판(120)의 온도는 히터(140)를 사용하여 500-860 ℃로 유지하고, 챔버(110) 내 진공은 에피탁시 공정 이전에 진공펌프를 사용하여 대략 10-11 Torr 이하로 유지한다. 기판(120) 온도가 500 ℃ 이하이면, 후술하는 카본 소스가 기 판(120) 상에 접착되어 카본절연층이 될 수 있으며, 860 ℃ 이상에서는 카본 소스가 기판(120) 상에 증착되는 속도가 빨라서 제2층(224)의 층 두께 제어가 어려울 수 있다.Referring to FIG. 2A, the substrate 120 is mounted on the substrate holder 130 in the molecular beam epitaxy chamber 110 described with reference to FIG. 1. The substrate 120 may be a substrate formed of any one of GaAs, GaAlAs, Si, MgO, SiO 2, and sapphire. The atmosphere in the chamber 110 is controlled. The temperature of the substrate 120 is maintained at 500-860 ° C. using the heater 140, and the vacuum in the chamber 110 is maintained at approximately 10 −11 Torr or less using a vacuum pump prior to the epitaxy process. When the temperature of the substrate 120 is 500 ° C. or less, a carbon source, which will be described later, may be adhered to the substrate 120 to form a carbon insulating layer. It may be difficult to control the layer thickness of the second layer 224.

제1소스 공급기(151)로부터 탄소 소스를 챔버(110) 내로 공급한다. 탄소 소스는 CBr4, C2H4, CH4와 같은 탄소포함 가스일 수 있으며, 또한 탄소 승화 소스일 수 있다. 탄소 승화 소스는 고순도 흑연 필라멘트를 가열하여 얻을 수 있다. 또한, 그라파이트 전자빔 증발형 소스(graphite electron beam evaporation suurce)가 사용될 수 있다. The carbon source is supplied into the chamber 110 from the first source supply 151. The carbon source may be a carbon containing gas such as CBr 4, C 2 H 4, CH 4, and may also be a carbon sublimation source. The carbon sublimation source can be obtained by heating the high purity graphite filament. In addition, a graphite electron beam evaporation source may be used.

기판(120) 상에는 시간이 경과하면서 탄소원자가 부착된다. 이때의 챔버(110) 내 공정압력은 10-9 내지 10-8 Torr 진공상태를 유지한다. 이 공정압력은 기판(120) 상에서 탄소 소스의 접착 상태를 제어하기 양호한 조건이다.Carbon atoms are attached to the substrate 120 over time. At this time, the process pressure in the chamber 110 maintains a vacuum of 10 -9 to 10 -8 Torr. This process pressure is a good condition to control the adhesion state of the carbon source on the substrate 120.

RHEED(160)로 기판(120) 상에 싱글층(222)의 탄소원자층이 형성되는 것을 측정한다. RHEED(160)로 기판(120)의 스팟에서의 회절강도를 관찰하면, 회절강도가 최대로 된 때 하나의 층이 적층된 것을 알 수 있다. 이때, 제1소스 공급기(151)의 차단기로 제1소스의 공급을 차단하면 싱글층이 형성된다. 싱글층(222)은 비교적 고온에서 형성되어 결정질 상태의 그라핀층이다. 이하에서는 싱글층(222)을 그라핀층으로도 기재한다. 그라핀층(222)은 도전성을 가지나, 패터닝되어서 좁은 폭을 가지면 반도체층으로 작용할 수 있다. 필요에 따라서, 그라핀층(222)을 두개의 원자층으로 형성할 수도 있다. The RHEED 160 measures that the carbon atom layer of the single layer 222 is formed on the substrate 120. Observing the diffraction intensity at the spot of the substrate 120 with the RHEED 160, it can be seen that one layer is stacked when the diffraction intensity is maximized. At this time, when the supply of the first source is blocked by the circuit breaker of the first source supplier 151, a single layer is formed. The single layer 222 is formed at a relatively high temperature and is a graphene layer in a crystalline state. Hereinafter, the single layer 222 is also described as a graphene layer. The graphene layer 222 is conductive, but may be a patterned semiconductor layer if it has a narrow width. If necessary, the graphene layer 222 may be formed of two atomic layers.

도 2b를 참조하면, 제1소스 공급기(151)로부터의 제1소스 공급을 중단한 상태에서, 제2소스 공급기(152)로부터 제2소스를 공급하여 그라핀층(222) 상에 제2층(224)을 형성한다. 제2층(224)은 Ⅲ-Ⅴ족 물질층, SiGe층일 수도 있다. 이와 같이 제2층(224)이 두개의 물질로 형성되는 경우, 분자빔 에피탁시 장치(100)에 제3소스 공급기(미도시)를 추가하여 제2소스와 제3소스를 공급한다. Referring to FIG. 2B, the second source is supplied from the second source supply 152 while the first source supply from the first source supply 151 is stopped, and thus the second layer ( 224). The second layer 224 may be a III-V material layer or a SiGe layer. As such, when the second layer 224 is formed of two materials, a third source supplier (not shown) is added to the molecular beam epitaxy apparatus 100 to supply the second source and the third source.

이어서, RHEED(160)로 카본 절연층(222) 상에 제2층(224)이 원하는 층 두께로 형성된 것이 관찰되면, 제2소스 공급기(152)의 차단기를 사용하여 제2소스의 공급을 중단한다. 제3소스도 공급하는 경우, 제3소스의 공급도 중단한다. Subsequently, if it is observed that the second layer 224 is formed to the desired layer thickness on the carbon insulating layer 222 by the RHEED 160, the supply of the second source is stopped by using the breaker of the second source supply 152. do. When the third source is also supplied, the supply of the third source is also stopped.

상기 실시예에서는 기판(120) 상에 그라핀층(222)을 먼저 형성하고 이후에 제2층(224)을 형성하나, 본 발명의 실시예는 이에 한정되지 않는다. 예컨대, 기판(120) 상에 제2층(224)을 먼저 형성하고, 이후에 그라핀층(222)을 형성할 수도 있다. In the above embodiment, the graphene layer 222 is first formed on the substrate 120 and the second layer 224 is formed thereafter, but embodiments of the present invention are not limited thereto. For example, the second layer 224 may be first formed on the substrate 120, and then the graphene layer 222 may be formed thereafter.

또한, 그라핀층(222)과 제2층(224)의 제조공정을 반복하면 멀티층을 in-situ로 성장시킬 수 있다. In addition, by repeating the manufacturing process of the graphene layer 222 and the second layer 224, the multi-layer can be grown in-situ.

이와 같이, 분자빔 에피탁시 장치를 이용하면, 챔버 내의 진공상태를 유지한 상태에서 in-situ 로 그라핀층 및 제2층을 형성하므로, 형성된 물질층의 순도가 높아질 수 있다. 또한, 기판 상에 그라핀을 형성시 기판 상에 금속촉매층을 형성하지 않으며, SiC 와 같은 고가의 기판을 사용하지 않고 그라핀을 제조할 수 있다. As such, when the molecular beam epitaxy device is used, since the graphene layer and the second layer are formed in-situ while maintaining the vacuum state in the chamber, the purity of the formed material layer may be increased. In addition, when the graphene is formed on the substrate, the metal catalyst layer is not formed on the substrate, and the graphene may be manufactured without using an expensive substrate such as SiC.

도 3은 본 발명의 실시예에 따라 형성된 그라핀층의 라만 스펙트럼 그래프이다. 3 is a Raman spectrum graph of the graphene layer formed in accordance with an embodiment of the present invention.

도 3은 사파이어 기판의 라만 스펙트럼 그래프(제1그래프: G1)과, 사파이어 기판을 850 ℃로 유지한 상태에서, 분자빔 에피탁시 챔버에서 15분간 탄소 소스를 공급하여 형성된 그라핀층의 라만 스펙트럼 그래프(제2그래프: G2)를 비교한 그래프이다. 제2그라프(G2)에는 대략 1580 cm-1 에서 싱글 피크(G 피크)와, 대략 1350 cm-1 에서 피크(D 피크)가 관찰된다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따라 사파이어 기판 상에 그라핀층이 잘 형성되는 것을 알 수 있다. 3 is a Raman spectrum graph of a sapphire substrate (first graph: G1), and a Raman spectrum graph of a graphene layer formed by supplying a carbon source in a chamber for 15 minutes in a molecular beam epitaxy state while maintaining a sapphire substrate at 850 ° C. It is a graph comparing (second graph: G2). The second graph G2 has a single peak (G peak) at approximately 1580 cm −1 and a peak (D peak) at approximately 1350 cm −1 . Therefore, it can be seen that the graphene layer is well formed on the sapphire substrate according to the embodiment of the present invention.

지금까지, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 도면에 도시된 실시예들을 기준으로 본 발명이 설명되었다. 그러나, 이러한 실시예들은 단지 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.Thus far, the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings to aid the understanding of the present invention. However, these embodiments are merely exemplary, and those skilled in the art will appreciate that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the appended claims.

도 1은 본 발명의 실시예에서 사용되는 분자빔 에피탁시 장치(100)의 개괄적 도면이다.1 is a schematic diagram of a molecular beam epitaxy apparatus 100 used in an embodiment of the present invention.

도 2a 내지 도 2b는 일 실시예에 따른 분자빔 에피탁시 방법을 이용한 그라핀 제조방법을 보여주는 도면이다.2A to 2B are views illustrating a graphene manufacturing method using a molecular beam epitaxy method according to an embodiment.

도 3은 본 발명의 실시예에 따라 형성된 그라핀층의 라만 스펙트럼 그래프이다.3 is a Raman spectrum graph of the graphene layer formed in accordance with an embodiment of the present invention.

Claims (6)

분자빔 에피탁시 챔버에 기판을 장착하는 단계;Mounting a substrate in the chamber during molecular beam epitaxy; 상기 챔버 내의 온도를 대략 500-860 ℃로 유지하고, 10-11 Torr 이하의 고진공 상태를 유지하는 단계; 및Maintaining a temperature in the chamber at approximately 500-860 ° C. and maintaining a high vacuum of 10 −11 Torr or less; And 상기 챔버 내에서, 기판 상에 탄소 소스를 공급하여 상기 기판 상에 그라핀층을 형성하는 단계;를 포함하는 분자빔 에피탁시 방법을 이용한 그라핀 제조방법. In the chamber, supplying a carbon source on the substrate to form a graphene layer on the substrate; Graphene manufacturing method using a molecular beam epitaxy method comprising a. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 탄소 소스는, CBr4, C2H4, 탄소 원소, CH4 중 어느 하나인 그라핀 제조방법.The carbon source is a graphene manufacturing method of any one of CBr4, C2H4, carbon element, CH4. 제 2 항에 있어서, The method of claim 2, 상기 그라핀층 형성단계에서, 상기 챔버 내에 상기 탄소 소스를 공급하여 상기 챔버 내를 10-8 - 10-9 Torr 의 진공 상태를 유지하는 단계;를 포함하는 그라핀 제조방법. Graphene production method including a; maintaining a vacuum of 10 -9 Torr - in forming the pin layer Gras, wherein by supplying a carbon source to the chamber 10 -8 in the chamber. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 그라판층 형성단계는, 상기 기판 상에 상기 그라핀층이 형성되는 것을 관찰하여 in-situ로 상기 그라핀층을 1층 또는 2층으로 형성하는 그라핀 제조방법.The graphene layer forming step, by observing the graphene layer is formed on the substrate to form the graphene layer in one or two layers in-situ. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 그라핀층 형성이전에 상기 기판 상에, 또는 상기 그라핀층 상에 금속층, 그라핀층, 반도체 층을 포함하는 제2층을 더 형성하는 단계;를 포함하는 그라핀 제조방법. And forming a second layer including a metal layer, a graphene layer, and a semiconductor layer on the substrate or on the graphene layer prior to forming the graphene layer. 제 5 항에 있어서, The method of claim 5, 상기 기판 상에 상기 그라핀층 및 상기 제2층이 형성되는 것을 in-situ로 관찰하여 상기 그라핀층 및 상기 다른층이 원하는 두께로 성장되면, 해당 소스의 공급을 차단하는 단계를 더 포함하는 그라핀 제조방법.Observing that the graphene layer and the second layer is formed on the substrate in-situ, if the graphene layer and the other layer is grown to a desired thickness, further comprising the step of blocking the supply of the source Manufacturing method.
KR1020090113363A 2009-11-23 2009-11-23 Method of fabricating graphene using molecular beam epitaxy KR101611414B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090113363A KR101611414B1 (en) 2009-11-23 2009-11-23 Method of fabricating graphene using molecular beam epitaxy

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090113363A KR101611414B1 (en) 2009-11-23 2009-11-23 Method of fabricating graphene using molecular beam epitaxy

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110056869A true KR20110056869A (en) 2011-05-31
KR101611414B1 KR101611414B1 (en) 2016-04-11

Family

ID=44365166

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090113363A KR101611414B1 (en) 2009-11-23 2009-11-23 Method of fabricating graphene using molecular beam epitaxy

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101611414B1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102627274A (en) * 2012-04-23 2012-08-08 中国科学院上海微***与信息技术研究所 Method for preparing graphene
CN102891074A (en) * 2012-10-22 2013-01-23 西安电子科技大学 SiC substrate-based graphene CVD (Chemical Vapor Deposition) direct epitaxial growth method and manufactured device
US20140212671A1 (en) * 2011-07-14 2014-07-31 Jeffry Kelber Direct Growth of Graphene by Molecular Beam Epitaxy for the Formation of Graphene Heterostructures
US9865818B2 (en) 2014-04-09 2018-01-09 Industry-Academic Cooperation Foundation, Yonsei University Method for synthesizing a halogen-functionalized carbon material and method for fabricating an electronic device employing the same

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7619257B2 (en) 2006-02-16 2009-11-17 Alcatel-Lucent Usa Inc. Devices including graphene layers epitaxially grown on single crystal substrates

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140212671A1 (en) * 2011-07-14 2014-07-31 Jeffry Kelber Direct Growth of Graphene by Molecular Beam Epitaxy for the Formation of Graphene Heterostructures
CN102627274A (en) * 2012-04-23 2012-08-08 中国科学院上海微***与信息技术研究所 Method for preparing graphene
WO2013159453A1 (en) * 2012-04-23 2013-10-31 中国科学院上海微***与信息技术研究所 Method for preparing graphene
CN102891074A (en) * 2012-10-22 2013-01-23 西安电子科技大学 SiC substrate-based graphene CVD (Chemical Vapor Deposition) direct epitaxial growth method and manufactured device
US9865818B2 (en) 2014-04-09 2018-01-09 Industry-Academic Cooperation Foundation, Yonsei University Method for synthesizing a halogen-functionalized carbon material and method for fabricating an electronic device employing the same

Also Published As

Publication number Publication date
KR101611414B1 (en) 2016-04-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101643758B1 (en) Method of fabricating carbon insulating layer using molecular beam epitaxy and fabricationg field effect trasistor using the same
US9200379B2 (en) Base material for growing single crystal diamond and method for producing single crystal diamond substrate
EP2573206B1 (en) Method for growing a group (iii) metal nitride film
JP5053553B2 (en) Method for producing substrate for single crystal diamond growth
KR100695117B1 (en) Fabrication method of gan
US20130220214A1 (en) Base material for growing single crystal diamond and method for producing single crystal diamond substrate
JP2008532306A (en) Apparatus and method for high density low energy plasma vapor phase epitaxy
KR20100092932A (en) Semiconductor substrate and method for manufacturing semiconductor substrate
US20150075420A1 (en) Method for manufacturing a single crystal diamond
WO2007018216A1 (en) ZnO CRYSTAL, METHOD FOR GROWING THE CRYSTAL, AND METHOD FOR MANUFACTURE OF LIGHT-EMITTING ELEMENT
KR20100055098A (en) Electrical device having large-scale graphene layer and preparing method thereof
KR101611414B1 (en) Method of fabricating graphene using molecular beam epitaxy
KR100715828B1 (en) Method of Growing Semiconductor Crystal
JP3769642B2 (en) N-type semiconductor diamond and method for producing the same
JP2021166293A (en) Diamond electronic element and method for producing diamond electronic element
KR20120029248A (en) A method for fabricating gan wafer
JP4019136B2 (en) Diamond ultraviolet light emitting device
US8937339B2 (en) Si(1-V-W-X)CWAlXNV substrate, and epitaxial wafer
JP2003332234A (en) Sapphire substrate having nitride layer and its manufacturing method
KR101154416B1 (en) Single crystal method
JP2004307253A (en) Method for manufacturing semiconductor substrate
JP4789035B2 (en) Semiconductor device using n-type diamond
US20110117376A1 (en) Method of Gallium Nitride growth over metallic substrate using Vapor Phase Epitaxy
JP3743013B2 (en) Epitaxial wafer manufacturing method
WO2020124419A1 (en) Ingan epitaxial layer and manufacturing method thereof

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190320

Year of fee payment: 4