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집적반도체와 전이금속산화물의 나노 구조 및 그 제조방법

전문가 제언: ○ 실리콘기판은 자연산화박막을 형성하기 쉽다. 기판위에 이종 또는 동종의 반도체박막을 성장할 경우 방향성을 상실하여 결정결함을 형성하게 된다. 발명의 주된 내용은 기판의 산화물을 휘발성으로 전환하여 기판표면을 깨끗이 한 다음 그 기판에 기판의 결정방향에 맞게 헤테로합금박막을 성장하는 기술이다.

○ 기판 결정표면에 형성된 결정핵은 기판결정의 축과 일정한 관계를 가지고 성장한다. 핵형성 직후의 미소결정(20~30nm)에 있어서는 경험상 결정결함이 보이지 않는다. 이것은 미소결정에 있어서는 불규칙한 격자결함이 쉽게 포면이나 핵 밖으로 방출되기 때문이다. 기판온도를 이용해서 기판표면에 증착조건을 바꾸어서 핵 발생 간격을 좁혀야 한다.

○ 결정성장에서 핵형성과 성장 메커니즘을 살펴본다. 기판온도가 낮으면 보다 작은 결정핵이 밀집하여 분포하게 된다. 반대로 기판온도가 높으면 엉성한 결정핵이 분포하여 성장을 이어가게 된다. 박막성장에는 기판온도를 100℃로 유지하고, 증착속도를 분당 0.05nm로 해서 평균박막 두께 1nm로 했을 때 0.5μm 간격의 결정핵이 얻어진다.

○ 분당 10℃로 기판온도를 200℃까지 올린 다음 분당 0.1nm로 성장을 계속하여 가면 결정핵에 분자가 모여들어 보다 큰 결정으로 성장한다. 그런데 일정한 결정두께로 성장하면 성장이 멈추는 양상을 보인다. 그 원인은 이미 성장하여 존재하고 있는 미소결정이 온도의 상승과 함께 용해하기 때문에 일어난다.

○ 특허에서 제시하는 내용은 반도체 코어와 셀에 강유전체 회티탄석구조 화합물을 첨가하여 반도체의 기능성을 높이는 기술이다. 낮은 온도에서 핵형성을, 높은 온도에서 헤테로박막을 성장하는 기술이다. 반도체의 헤테로박막은 오래전부터 만들어지고 있다. 제품에 대한 평가내용이 없어 기술면에서 특이한 내용을 발견하기는 힘들다.

저자: Spanier et al.
자료유형: 특허정보