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금속 칼코게나이드 박막 및 그 제조방법과 제조장치

  • 기술번호 : KST2020016352
  • 담당센터 : 경기기술혁신센터
  • 전화번호 : 031-8006-1570
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 금속 칼코게나이드 박막 및 그 제조방법 및 제조장치가 개시된다. 상기 금속 칼코게나이드 박막은 전이금속 원소 및 칼코겐 원소를 포함하고, 상기 전이금속 원소 및 칼코겐 원소 중 적어도 하나가 박막의 면을 따라 조성 구배를 나타내는 면내(in-plane) 조성 구배(compositional gradient)를 갖는다. 상기 금속 칼코게나이드 박막은, 한정된 반응 공간(confined reaction space)을 이용하여 기판 상에 전이금속 전구체 및 칼코겐 전구체를 제공하는 단계로서, 상기 전이금속 전구체 및 칼코겐 전구체 중 적어도 하나를 상기 기판 표면의 위치에 따라 농도 구배(concentration gradient)가 형성되도록 제공하는 단계; 및 상기 기판을 열처리하는 단계;를 포함하는 제조방법에 의해 제조될 수 있다.
Int. CL H01L 21/02 (2006.01.01) H01L 21/285 (2006.01.01) H01L 21/324 (2017.01.01) H01L 31/032 (2006.01.01) H01L 31/18 (2006.01.01) H01L 21/67 (2006.01.01)
CPC H01L 21/02568(2013.01) H01L 21/02568(2013.01) H01L 21/02568(2013.01) H01L 21/02568(2013.01) H01L 21/02568(2013.01) H01L 21/02568(2013.01) H01L 21/02568(2013.01) H01L 21/02568(2013.01) H01L 21/02568(2013.01)
출원번호/일자 1020190051818 (2019.05.02)
출원인 삼성전자주식회사, 성균관대학교산학협력단
등록번호/일자
공개번호/일자 10-2020-0127524 (2020.11.11) 문서열기
공고번호/일자
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 공개
심사진행상태 수리
심판사항
구분 신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 N
심사청구항수 25

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 삼성전자주식회사 대한민국 경기도 수원시 영통구
2 성균관대학교산학협력단 대한민국 경기도 수원시 장안구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 변경은 대한민국 경기도 성남시 분당구
2 김형섭 서울특별시 서초구
3 박태진 경기도 용인시 수지구
4 신현진 대한민국 경기도 수원시 장안구
5 김회준 대전광역시 유성구
6 안원식 경기도 부천시 성주로***번
7 임미리내 경기도 수원시 장안구

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 리앤목특허법인 대한민국 서울 강남구 언주로 **길 **, *층, **층, **층, **층(도곡동, 대림아크로텔)

최종권리자

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번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application
2019.05.02 수리 (Accepted) 1-1-2019-0454290-53
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번호 청구항
1 1
전이금속 원소 및 칼코겐 원소를 포함하고, 상기 전이금속 원소 및 칼코겐 원소 중 적어도 하나가 박막의 면을 따라 조성 구배를 나타내는 면내(in-plane) 조성 구배(compositional gradient)를 갖는 금속 칼코게나이드 박막
2 2
제1항에 있어서,상기 면내 조성 구배는 원소가 풍부한 영역으로부터 원소가 희박한 영역으로 연속적으로 조성이 변화하는 것인 금속 칼코게나이드 박막
3 3
제2항에 있어서,상기 원소가 풍부한 영역이 상기 원소가 희박한 영역보다 두께가 두껍고, 상기 원소가 풍부한 영역으로부터 상기 원소가 희박한 영역으로 갈수록 연속적으로 두께가 감소하는 것인 금속 칼코게나이드 박막
4 4
제1항에 있어서,상기 금속 칼코게나이드 박막은 하기 화학식 1로 표시되는 조성을 포함하는 것인 금속 칼코게나이드 박막:[화학식 1]M1-xM'x X2(1-y)X'2y상기 식 중, M 및 M'는 서로 다른 전이금속 원소이고, X 및 X'는 서로 다른 칼코겐 원소이고, 0≤x003c#1 및 0≤y003c#1이고, 단, x 및 y 중 적어도 하나는 0이 아니다
5 5
제4항에 있어서,상기 전이금속 원소는 Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Mo, W, Tc, Re, Co, Rh, Ir, Ni, Pd, Pt, Zn 및 Sn으로 이루어진 군으로부터 선택되고,상기 칼코겐 원소는 S, Se 및 Te으로 이루어진 군으로부터 선택되는 금속 칼코게나이드 박막
6 6
제1항에 있어서,상기 전이금속 원소 및 칼코겐 원소 모두 면내 조성 구배를 나타내는 금속 칼코게나이드 박막
7 7
제6항에 있어서,상기 전이금속 원소 및 상기 칼코겐 원소가, 상기 금속 칼코게나이드 박막의 면을 따라 서로 수직 방향으로 조성 구배를 나타내는 금속 칼코게나이드 박막
8 8
한정된 반응 공간(confined reaction space)을 이용하여 기판 상에 전이금속 전구체 및 칼코겐 전구체를 제공하는 단계로서, 상기 전이금속 전구체 및 칼코겐 전구체 중 적어도 하나를 상기 기판 표면의 위치에 따라 농도 구배(concentration gradient)가 형성되도록 제공하는 단계; 및상기 한정된 반응 공간을 열처리하는 단계;를 포함하는 제1항에 따른 금속 칼코게나이드 박막의 제조방법
9 9
제8항에 있어서,상기 전이금속 전구체 및 칼코겐 전구체 중 적어도 하나가 상기 기판 표면의 위치에 따라 농도 구배가 형성되도록 상기 기판 표면에 수평방향으로 기상으로 제공되는 것인 금속 칼코게나이드 박막의 제조방법
10 10
제8항에 있어서,상기 전이금속 전구체는 Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Mo, W, Tc, Re, Co, Rh, Ir, Ni, Pd, Pt, Zn 및 Sn으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 원소를 포함하는 것인 금속 칼코게나이드 박막의 제조방법
11 11
제8항에 있어서,상기 전이금속 전구체는 산화 금속, 할로겐화 금속, 금속 카보닐 화합물 또는 이들의 조합을 포함하는 금속 칼코게나이드 박막의 제조방법
12 12
제11항에 있어서,상기 산화 금속은 MoO3, MoO, MoO2, WO2, WO3, VO, VO2, V2O3, V2O5, V3O5, NbO, NbO2, Nb2O5, TaO, TaO2, Ta2O5, TiO, TiO2, Ti2O3, Ti3O5, ZrO2, HfO2, TcO2, Tc2O7, ReO2, ReO3, Re2O3, Re2O7, CoO, Co2O3, Co3O4, Rh2O3, RhO2, IrO2, Ir2O3, IrO2·2H2O, NiO, Ni2O3, PdO, PdO2, PtO, PtO2, PtO3, Pt3O4, PtO2·H2O, GaO, Ga2O, Ga2O3, SnO, 및 SnO2 중 적어도 하나를 포함하고;상기 할로겐화 금속은 MoF3, MoF6, MoF4, Mo4F20, MoCl2, MoCl3, MoCl6, MoCl4, MoCl5, MoBr3, MoBr4, MoI2, MoI3, MoI4, WF6, WF4, [WF5]4, WCl2, WCl6, WCl4, [WCl5]2, [W6Cl12]Cl6, WBr3, WBr6, WBr4, WBr5, W6Br14, WI2, WI3, WI4, VF2, VF3, VF4, VF5, VCl2, VCl3, VCl4, VBr2, VBr3, VBr4, VI2, VI3, VI4, NbCl3, NbCl4, NbCl5, NbBr4, NbBr5, NbI3, NbI4, NbI5, TaF3, [TaF5]4, TaCl3, TaCl4, TaCl5, TaBr3, TaBr4, TaBr5, TaI4, TaI5, TiF2, TiF3, TiF4, TiCl4, TiCl3, TiCl2, TiBr3, TiBr4, HfCl4, HfBr2, HfBr4, HfI3, HfI4, ZrF4, ZrCl2, ZrCl3, ZrCl4, ZrBr3, ZrBr4, ZrI2, ZrI3, ZrI4, TcF6, TcF5, TcCl4, TcCl6, TcBr4, ReF6, ReF4, ReF5, ReF7, Re3Cl9, ReCl5, ReCl4, ReCl6, ReBr3, ReBr4, ReBr5, ReI3, ReI4, CoF2, CoF3, CoF4, CoCl2, CoCl3, CoBr2, CoI2, RhF3, RhF6, RhF4, [RhF5]4, RhCl3, RhBr3, RhI3, IrF3, IrF6, IrF4, [IrF5]4, IrCl2, IrCl3, IrCl4, IrBr2, IrBr3, IrBr4, IrI2, IrI3, IrI4, NiF2, NiCl2, NiBr2, NiI2, PdF2, PdF4, PdCl2, PdBr2, PdI2, PtF6, PtF4, [PtF5]4, PtCl2, PtCl3, PtCl4, Pt6Cl12, PtBr2, PtBr3, PtBr4, PtI2, PtI3, PtI4, GaF3, GaCl2, GaCl3, GaBr3, GaI3, SnF2, SnF4, SnCl2, SnCl4, SnBr2, SnBr4, SnI2, 및 SnI4 중 적어도 하나를 포함하고;상기 금속 카보닐 화합물은 Mo(CO)6, W(CO)6, Nb(CO)6, V(CO)6, Ta(CO)6, Ti(CO)6, Zr(CO)7, Tc2(CO)10, Hf(CO)7 Re2(CO)10, Co2(CO)8, Co4(CO)12, Co6(CO)16, Rh2(CO)8, Rh4(CO)12, Rh6(CO)16, Ir2(CO)8, Ir4(CO)12, Ir6(CO)16, Ni(CO)4, Pd(CO)4, 및 Pt(CO)4 중 적어도 하나를 포함하는 금속 칼코게나이드 박막의 제조방법
13 13
제8항에 있어서,상기 칼코겐 전구체는 S, Se 및 Te으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 원소를 포함하는 것인 금속 칼코게나이드 박막의 제조방법
14 14
제8항에 있어서,상기 칼코겐 전구체는 황(sulfur), 황화수소(H2S), 디에틸설파이드(diethyl sulfide), 디메틸디설파이드(dimethyl disulfide), 에틸메틸설파이드(Ethyl methyl sulfide), (Et3Si)2S, 셀레늄 기체(selenium vapor), 셀레늄화수소(H2Se), 디에틸셀레나이드(diethyl selenide), 디메틸디셀레나이드(dimethyl diselenide), 에틸메틸셀레나이드(ethyl methyl selenide), (Et3Si)2Se, 텔레늄 기체 (Telenium vapor), 텔레늄화수소(H2Te), 디메틸텔루라이드(dimethyl telluride), 디에틸텔루라이드(diethyl telluride), 에틸메틸텔루라이드(Ethyl methyl telluride) 및 (Et3Si)2Te 로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 금속 칼코게나이드 박막의 제조방법
15 15
제8항에 있어서,상기 한정된 반응 공간 내에서 상기 전이금속 전구체를 파우더 상태로 상기 기판과 이격되도록 배치하고,가열을 통해 상기 전이금속 전구체를 기화시켜 상기 기판 표면의 위치에 따라 농도 구배가 형성되도록 상기 기판의 수평방향으로 제공되고,상기 칼코겐 전구체는 상기 기판 표면의 위치에 상관없이 일정한 농도를 유지하도록 상기 한정된 반응 공간에 기상으로 주입되는 것인 금속 칼코게나이드 박막의 제조방법
16 16
제15항에 있어서,상기 파우더 상태의 전이금속 전구체를 상기 기판의 측면으로부터 수평방향으로 이격되거나 또는 상기 기판의 표면으로부터 수직방향으로 이격되게 배치한 것인 금속 칼코게나이드 박막의 제조방법
17 17
제8항에 있어서,상기 한정된 반응 공간의 일면에 상기 기판이 배치되고,서로 다른 2종 이상의 상기 전이금속 전구체를 상기 한정된 반응 공간에 서로 다른 방향에서 기상으로 주입하여 각각 상기 기판 표면의 위치에 따라 농도 구배가 형성되도록 제공하고,상기 칼코겐 전구체는 상기 기판 표면의 위치에 상관없이 일정한 농도를 유지하도록 상기 한정된 반응 공간에 기상으로 주입되는 금속 칼코게나이드 박막의 제조방법
18 18
제8항에 있어서,상기 한정된 반응 공간의 일면에 상기 기판이 배치되고,서로 다른 2종 이상의 상기 칼코겐 전구체를 상기 한정된 반응 공간에 서로 다른 방향에서 기상으로 주입하여 각각 상기 기판 표면의 위치에 따라 농도 구배가 형성되도록 제공하고,상기 전이금속 전구체는 상기 기판 표면의 위치에 상관없이 일정한 농도를 유지하도록 상기 한정된 반응 공간에 기상으로 주입되는 금속 칼코게나이드 박막의 제조방법
19 19
제8항에 있어서,상기 한정된 반응 공간의 일면에 상기 기판이 배치되고,서로 다른 2종 이상의 상기 전이금속 전구체를 상기 한정된 반응 공간에 서로 다른 방향에서 기상으로 주입하여 각각 상기 기판 표면의 위치에 따라 농도 구배가 형성되도록 제공하고,서로 다른 2종 이상의 상기 칼코겐 전구체를 상기 한정된 반응 공간에 서로 다른 방향에서 기상으로 주입하여 각각 상기 기판 표면의 위치에 따라 농도 구배가 형성되도록 제공하는 금속 칼코게나이드 박막의 제조방법
20 20
제19항에 있어서,상기 전이금속 전구체 및 상기 칼코겐 전구체의 주입 방향이 서로 수직인 금속 칼코게나이드 박막의 제조방법
21 21
제8항에 있어서,상기 기판은 규소, 산화규소, 산화알루미늄, 산화마그네슘, 탄화규소, 질화규소, 유리, 석영, 사파이어, 그래파이트, 그래핀, 폴리이미드 공중합체, 폴리이미드, 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 플루오르폴리머(FEP) 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함하는 금속 칼코게나이드 박막의 제조방법
22 22
제8항에 있어서,상기 열처리는 750℃ 이상에서 수행되는 금속 칼코게나이드 박막의 제조방법
23 23
한정된 반응 공간(confined reaction space)을 포함하고,상기 한정된 반응 공간 내부 또는 일면에 기판이 배치되고,상기 한정된 반응 공간은, 전이금속 전구체 및 칼코겐 전구체 중 적어도 하나를 상기 기판 표면의 위치에 따라 농도 구배(concentration gradient)가 형성되도록 제공할 수 있는 하나 이상의 주입구를 포함하는, 제1항에 따른 금속 칼코게나이드 박막의 제조장치
24 24
제23항에 있어서,상기 주입구는, 상기 전이금속 전구체 및 칼코겐 전구체 중 적어도 하나가 상기 기판 표면에 수평방향으로 기상으로 제공되도록 상기 한정된 반응 공간의 측면에 형성된 금속 칼코게나이드 박막의 제조장치
25 25
제23항에 있어서,상기 한정된 반응 공간은 상기 전이금속 전구체 및 상기 칼코겐 전구체 중 하나의 농도를 제어하기 위한 배출구를 더 포함하는 금속 칼코게나이드 박막의 제조장치
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