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절연체 박막 내에 반도체 물질 양자점들을 형성하는 장치 및 방법

  • 기술번호 : KST2014054111
  • 담당센터 : 서울동부기술혁신센터
  • 전화번호 : 02-2155-3662
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요약, Int. CL, CPC, 출원번호/일자, 출원인, 등록번호/일자, 공개번호/일자, 공고번호/일자, 국제출원번호/일자, 국제공개번호/일자, 우선권정보, 법적상태, 심사진행상태, 심판사항, 구분, 원출원번호/일자, 관련 출원번호, 기술이전 희망, 심사청구여부/일자, 심사청구항수의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 서지정보 표입니다.
요약 결정화된 반도체 물질(원소, 화합물)을 절연체 박막내에 플라즈마 이온주입하여 별도의 열처리(Annealing) 과정 없이 결정화된 반도체 양자점들을 형성하는 장치 및 방법이 개시된다. 이 장치 및 방법에 의하면, 진공조 내의 시료 장착대 위에 시료를 위치시키고, 진공조의 내부를 진공상태로 유지한다. 그리고, 진공조 내에 플라즈마화 할 가스를 공급한다. 우선, 절연체 박막 증착을 위한 제1 증착원에 제1 전력을 인가하여, 박막증착을 위한 플라즈마를 발생하게 되면, 제1 증착원으로부터 스퍼터링되는 물질의 절연체 박막이 증착된다. 이후에, 반도체 원소 또는 화합물의 이온 발생을 위한 제2 증착원에 제2 전력을 인가하여 이온주입을 위한 플라즈마 이온들을 발생시키고, 제2 증착원으로부터 스퍼터링되는 반도체 물질의 플라즈마 이온들을 기 형성된 절연체 박막에 플라즈마 이온주입시켜 반도체 물질의 양자점을 형성한다.
Int. CL H01L 31/18 (2014.01) H01L 21/265 (2014.01) H01L 31/04 (2014.01)
CPC C23C 14/48(2013.01) C23C 14/48(2013.01) C23C 14/48(2013.01)
출원번호/일자 1020100086604 (2010.09.03)
출원인 한국과학기술연구원
등록번호/일자 10-1117261-0000 (2012.02.09)
공개번호/일자
공고번호/일자 (20120224) 문서열기
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 소멸
심사진행상태 수리
심판사항
구분 신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2010.09.03)
심사청구항수 30

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 한국과학기술연구원 대한민국 서울특별시 성북구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 한승희 대한민국 서울특별시 강남구
2 전준홍 대한민국 경기도 용인시 기흥구
3 박원웅 대한민국 서울특별시 송파구
4 최진영 대한민국 서울특별시 중랑구

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 정태훈 대한민국 서울특별시 송파구 법원로 ***, A동 ****호(문정동, 엠스테이트)(특허법인 티앤아이)
2 진수정 대한민국 서울특별시 송파구 법원로 ***, A동 ****호(문정동, 엠스테이트)(특허법인 티앤아이)
3 배성호 대한민국 경상북도 경산시 박물관로*길**, ***호(사동, 태화타워팰리스)(특허법인 티앤아이(경상북도분사무소))
4 오용수 대한민국 서울특별시 송파구 법원로 ***, A동 ****호(문정동, 엠스테이트)(특허법인 티앤아이)

최종권리자

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번호 이름 국적 주소
1 주식회사 주영라이팅 전라남도 광양시
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번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application		 2010.09.03 수리 (Accepted) 1-1-2010-0574751-59
2 선행기술조사의뢰서
Request for Prior Art Search		 2011.05.16 수리 (Accepted) 9-1-9999-9999999-89
3 선행기술조사보고서
Report of Prior Art Search		 2011.06.15 수리 (Accepted) 9-1-2011-0049041-79
4 [대리인선임]대리인(대표자)에 관한 신고서
[Appointment of Agent] Report on Agent (Representative)		 2011.06.27 수리 (Accepted) 1-1-2011-0487856-60
5 의견제출통지서
Notification of reason for refusal		 2011.10.17 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2011-0595362-19
6 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment		 2011.12.19 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2011-1005446-17
7 등록결정서
Decision to grant		 2012.01.31 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2012-0060048-29
8 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2014.02.19 수리 (Accepted) 4-1-2014-5022002-69
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번호 청구항
1 1
반도체 양자점을 형성하는 장치로서, 그 내부가 진공 상태를 유지하는 진공조; 절연체 박막 증착을 위한 제1 증착원; 반도체 원소 또는 화합물의 이온 발생을 위한 제2 증착원; 상기 진공조 내의 상기 제1 및 제2 증착원에 대향하는 위치에 설치되어 시료가 장착되는 시료 장착대; 상기 제1 증착원에 제1 전력을 인가하여, 상기 제1 증착원으로부터 스퍼터링되는 제1 물질의 절연체 박막을 증착하도록 동작하는 제1 전원공급수단; 및 상기 제2 증착원에 제2 전력을 인가하여, 상기 제2 증착원으로부터 스퍼터링되는 제2 반도체 물질의 플라즈마 이온들을 형성된 절연체 박막에 제2 이온주입시켜 상기 제2 반도체 물질의 양자점을 형성하도록 동작하는 제2 전원공급수단을 포함하는 절연체 박막 내에 반도체 물질을 플라즈마 이온주입시켜 양자점을 만드는 장치
2 2
제1항에 있어서,상기 절연체 박막 증착시에, 상기 진공조 내부의 사용가스 압력을 0
3 3
제2항에 있어서,상기 사용가스는, 플라즈마를 발생시키기 위한 가스로서, 아르곤, 네온 중 어느 하나이며, 상기 리액티브 가스는, 산소 또는 질소인, 절연체 박막 내에 반도체 물질을 플라즈마 이온주입시켜 양자점을 만드는 장치
4 4
제1항에 있어서,상기 절연체 박막은, 1,200Å으로 증착되며, 상기 제1 물질은, HfO2, SiO2, Si3N4, MgO, CaO, SrO, ZrO2, BaO, TiO2, Ta2O3, Y2O3, Al2O3, Gd2O3, La2O3 중 어느 하나인, 절연체 박막 내에 반도체 물질을 플라즈마 이온주입시켜 양자점을 만드는 장치
5 5
제1항에 있어서,상기 절연체 박막은, 단일층(single-layer)으로 구성되는, 절연체 박막 내에 반도체 물질을 플라즈마 이온주입시켜 양자점을 만드는 장치
6 6
제1항에 있어서,상기 절연체 박막은, 다층(multi-layer)으로 구성되는, 절연체 박막 내에 반도체 물질을 플라즈마 이온주입시켜 양자점을 만드는 장치
7 7
제6항에 있어서,다층 절연체 박막의 양자점 크기를 조절함에 있어서, 층마다 양자점의 크기를 다르게 하는, 절연체 박막 내에 반도체 물질을 플라즈마 이온주입시켜 양자점을 만드는 장치
8 8
제6항에 있어서,다층 절연체 박막의 양자점 크기를 조절함에 있어서, 상기 제2 이온주입시 시편 바이어스 크기를 조절하여 표면에서 깊이 방향으로 이온주입 깊이를 변화시키고, 그 이온주입 시간으로 양자점의 크기를 조절하는, 절연체 박막 내에 반도체 물질을 플라즈마 이온주입시켜 양자점을 만드는 장치
9 9
제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,상기 제2 반도체 물질은, Ge, Si, Se, Te 중 적어도 하나의 반도체 원소인, 절연체 박막 내에 반도체 물질을 플라즈마 이온주입시켜 양자점을 만드는 장치
10 10
제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,상기 제2 반도체 물질은, 화합물 반도체인 4-4족 SiC, 3-5족 화합물 반도체인 AlP, AlAs, AlN, AlSb, GaN, GaP, GaAs, GaSb, InP, InN, InAs, InSb, 2-5족 화합물 반도체인 ZnO, ZnS, ZnSe, ZnTe, CdS, CdSe, CdSe, 4-5족 화합물 반도체인 PbS, PbSe, PbTe 중 적어도 하나의 반도체 화합물인, 절연체 박막 내에 반도체 물질을 플라즈마 이온주입시켜 양자점을 만드는 장치
11 11
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,적어도 두 개의 상기 제2 반도체 물질을 상기 제2 이온주입하는 경우, 이온주입 도즈(dose)량으로 양자점의 크기와 결정화 정도를 조절하는, 절연체 박막 내에 반도체 물질을 플라즈마 이온주입시켜 양자점을 만드는 장치
12 12
제1항에 있어서,상기 제2 반도체 물질의 양자점을 형성함에 있어서, 상기 제2 이온주입시 양자점을 넘어선 양자 우물(quantum well)을 만드는, 절연체 박막 내에 반도체 물질을 플라즈마 이온주입시켜 양자점을 만드는 장치
13 13
제1항 내지 제8항, 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 전력은, 펄스 직류 전력이며, 상기 펄스 직류 전력은, 밀도가 10 W/cm2 ～ 10 kw/cm2의 값을 갖고, 1 Hz ～ 10 kHz의 주파수와, 10 usec ～ 1 msec의 펄스폭을 갖는, 절연체 박막 내에 반도체 물질을 플라즈마 이온주입시켜 양자점을 만드는 장치
14 14
제13항에 있어서,상기 시료 장착대에 제3 전력을 제공하는 제3 전원공급수단을 더 포함하며,상기 제3 전력은, 상기 제2 반도체 물질의 플라즈마 이온들을 상기 시료 측으로 가속시키며 상기 펄스 직류 전력에 동기화된 고전압 펄스인, 절연체 박막 내에 반도체 물질을 플라즈마 이온주입시켜 양자점을 만드는 장치
15 15
제14항에 있어서,상기 고전압 펄스는, 상기 펄스 직류 전력에 동기화된 1 Hz ～ 10 kHz의 주파수와, 1 usec ～ 200 usec의 펄스폭과, -1 kv ～ -100 kV의 음(-)의 펄스 고전압을 갖는, 절연체 박막 내에 반도체 물질을 플라즈마 이온주입시켜 양자점을 만드는 장치
16 16
제1항 내지 제8항, 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 진공조에 플라즈마화 할 가스를 공급하기 위한 가스 공급부; 및 상기 가스 공급부에 의해 공급되는 가스의 압력을 조절하기 위한 가스 조절부를 더 포함하는, 절연체 박막 내에 반도체 물질을 플라즈마 이온주입시켜 양자점을 만드는 장치
17 17
제1항 내지 제8항, 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 이온주입시 발생되는 X-Ray를 차폐시키기 위한 납판을 더 포함하는, 절연체 박막 내에 반도체 물질을 플라즈마 이온주입시켜 양자점을 만드는 장치
18 18
제1항 내지 제8항, 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 진공조 둘레에 일정하게 위치시켜 상기 진공조 내에서의 플라즈마 밀도를 균일하게 하며, 상기 진공조로 빠져나가는 전자를 막아주는 자석을 더 포함하는, 절연체 박막 내에 반도체 물질을 플라즈마 이온주입시켜 양자점을 만드는 장치
19 19
제1항 내지 제8항, 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 시료 장착대는, 상기 진공조에 전기적으로 절연되어 장착되는, 절연체 박막 내에 반도체 물질을 플라즈마 이온주입시켜 양자점을 만드는 장치
20 20
제1항 내지 제8항, 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 진공조 내에 유도결합 플라즈마를 발생하기 위한 수단을 더 구비하여, 상기 제2 반도체 물질의 이온화율을 증가시키고 상기 제2 증착원의 작동 압력을 낮추되, 상기 유도결합 플라즈마를 발생하기 위한 수단은, 상기 진공조 내에 장착되어 RF 펄스를 방사하여 상기 유도결합 플라즈마를 발생시키는 RF 안테나; 상기 RF 안테나에 RF 전력을 인가하는 RF 전원부; 및 상기 RF 전원부와 상기 RF 안테나와의 RF 임피던스 매칭을 위한 RF 매칭부를 포함하는, 절연체 박막 내에 반도체 물질을 플라즈마 이온주입시켜 양자점을 만드는 장치
21 21
제20항에 있어서,상기 제2 이온주입시, 이온주입 전압과 전류를 측정 및 모니터링하기 위한 수단을 더 포함하는, 절연체 박막 내에 반도체 물질을 플라즈마 이온주입시켜 양자점을 만드는 장치
22 22
반도체 양자점 형성 방법으로서, 진공조 내의 시료 장착대 위에 시료를 위치시키는 단계; 상기 진공조의 내부를 진공상태로 유지하는 단계; 상기 진공조 내에 플라즈마화 할 가스를 공급하는 단계; 절연체 박막 증착을 위한 제1 증착원에 제1 전력을 인가하여, 박막증착을 위한 플라즈마 이온들을 발생하는 단계; 상기 제1 증착원으로부터 스퍼터링되는 제1 물질의 절연체 박막을 증착하는 단계; 반도체 원소 또는 화합물의 이온 발생을 위한 제2 증착원에 제2 전력을 인가하여 이온주입을 위한 플라즈마 이온들을 발생하는 단계; 및 상기 제2 증착원으로부터 스퍼터링되는 제2 반도체 물질의 플라즈마 이온들을 기 형성된 절연체 박막에 제2 이온주입시켜 상기 제2 반도체 물질의 양자점을 형성하는 단계를 포함하는 절연체 박막 내에 반도체 물질을 플라즈마 이온주입시켜 양자점을 만드는 방법
23 23
제22항에 있어서,상기 절연체 박막 증착시에, 상기 진공조 내부의 사용가스 압력을 0
24 24
제22항에 있어서,상기 절연체 박막은, 1,200Å으로 증착되며, 상기 제1 물질은, HfO2, SiO2, Si3N4, MgO, CaO, SrO, ZrO2, BaO, TiO2, Ta2O3, Y2O3, Al2O3, Gd2O3, La2O3 중 어느 하나인, 절연체 박막 내에 반도체 물질을 플라즈마 이온주입시켜 양자점을 만드는 방법
25 25
제22항에 있어서,상기 절연체 박막은, 단일층(single-layer) 또는 다층(multi-layer)으로 구성되는, 절연체 박막 내에 반도체 물질을 플라즈마 이온주입시켜 양자점을 만드는 방법
26 26
제25항에 있어서,다층 절연체 박막의 양자점 크기를 조절함에 있어서, 층마다 양자점의 크기를 다르게 하되, 다층 절연체 박막의 양자점 크기를 조절함에 있어서, 상기 제2 이온주입시 시편 바이어스 크기를 조절하여 표면에서 깊이 방향으로 이온주입 깊이를 변화시키고, 그 이온주입 시간으로 양자점의 크기를 조절하는, 절연체 박막 내에 반도체 물질을 플라즈마 이온주입시켜 양자점을 만드는 방법
27 27
제22항에 있어서,상기 제2 반도체 물질은, Ge, Si, Se, Te 중 적어도 하나의 반도체 원소를 사용하거나, 화합물 반도체인 4-4족 SiC, 3-5족 화합물 반도체인 AlP, AlAs, AlN, AlSb, GaN, GaP, GaAs, GaSb, InP, InN, InAs, InSb, 2-5족 화합물 반도체인 ZnO, ZnS, ZnSe, ZnTe, CdS, CdSe, CdSe, 4-5족 화합물 반도체인 PbS, PbSe, PbTe 중 적어도 하나의 반도체 화합물를 사용하는, 절연체 박막 내에 반도체 물질을 플라즈마 이온주입시켜 양자점을 만드는 방법
28 28
제22항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 전력은, 펄스 직류 전력이며, 상기 펄스 직류 전력은, 밀도가 10 W/cm2 ～ 10 kw/cm2의 값을 갖고, 1 Hz ～ 10 kHz의 주파수와, 10 usec ～ 1 msec의 펄스폭을 갖는, 절연체 박막 내에 반도체 물질을 플라즈마 이온주입시켜 양자점을 만드는 방법
29 29
제28항에 있어서,상기 시료 장착대에 제3 전력을 제공하는 단계를 더 포함하며,상기 제3 전력은, 상기 제2 반도체 물질의 플라즈마 이온들을 상기 시료 측으로 가속시키며 상기 펄스 직류 전력에 동기화된 고전압 펄스인, 절연체 박막 내에 반도체 물질을 플라즈마 이온주입시켜 양자점을 만드는 방법
30 30
제29항에 있어서,상기 고전압 펄스는, 상기 펄스 직류 전력에 동기화된 1 Hz ～ 10 kHz의 주파수와, 1 usec ～ 200 usec의 펄스폭과, -1 kv ～ -100 kV의 음(-)의 펄스 고전압을 갖는, 절연체 박막 내에 반도체 물질을 플라즈마 이온주입시켜 양자점을 만드는 방법
지정국 정보가 없습니다
패밀리정보가 없습니다
국가 R&D 정보가 없습니다.