KR100687761B1 - A device holder for manufacturing a molecular electronic device for mass production and a method for manufacturing a molecular electronic device using the same - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소자 홀더(10)의 개략적인 구조를 보여주는 사시도이다. 1 is a perspective view showing a schematic structure of a
도 2는 본 발명에 따른 소자 홀더의 소자 지지부에 다이가 정렬되어 있는 상태를 도시한 도면이다. 2 is a view showing a state that the die is aligned with the element support portion of the element holder according to the present invention.
도 3은 도 2의 "A" 부분을 도시한 일부절결 분해사시도이다. 3 is a partially cutaway exploded perspective view illustrating a portion “A” of FIG. 2.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 분자 전자 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 플로차트이다. 4 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a molecular electronic device according to a preferred embodiment of the present invention.
도 5a 내지 도 5e는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 분자 전자 소자의 제조 방법을 설명하기 위하여 공정 순서에 따라 도시한 단면도들이다. 5A through 5E are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a molecular electronic device according to a preferred embodiment of the present invention in a process sequence.
도 6은 기판이 복수의 다이 영역으로 구분되어 있는 예를 보여주는 사진이다. 6 is a photograph showing an example in which a substrate is divided into a plurality of die regions.
도 7은 본 발명의 방법에 따라 형성된 분자 전자 소자에 대하여 다양한 온도에서 측정한 I - V 특성을 나타내는 그래프이다. 7 is a graph showing I-V characteristics measured at various temperatures for molecular electronic devices formed according to the method of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명> <Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
10: 소자 홀더, 12: 프레임 본체, 14: 소자 지지부, 16: 개구, 18: 홀, 20: 다이, 30: 섀도우 마스크, 200: 실리콘 기판, 200A: 다이, 202: 절연막, 210: 하부 전극, 220: 절연막 패턴, 220a: 나노 비아홀, 230: SAM, 240: 전극 재료, 250: 상부 전극, 300: 섀도우 마스크, 300a: 개구. 10: element holder, 12: frame body, 14: element support, 16: opening, 18: hole, 20: die, 30: shadow mask, 200: silicon substrate, 200A: die, 202: insulating film, 210: lower electrode, 220: insulating film pattern, 220a: nano via hole, 230: SAM, 240: electrode material, 250: upper electrode, 300: shadow mask, 300a: opening.
본 발명은 분자 전자 소자 제조용 설비 및 이를 이용한 분자 전자 소자의 제조 방법에 관한 것으로, 특히 분자 전자 소자의 대량생산을 가능하게 할 수 있는 분자 전자 소자 제조용 소자 홀더 및 이를 이용한 분자 전자 소자의 제조 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a device for manufacturing a molecular electronic device and a method for manufacturing a molecular electronic device using the same, and more particularly, to a device holder for manufacturing a molecular electronic device capable of mass production of a molecular electronic device, and a method for manufacturing a molecular electronic device using the same. It is about.
현재의 실리콘 기반 반도체 전자 소자들이 꾸준히 고집적화되어 가고 있으며, 이와 같은 추세는 머지않아 그 한계에 이를 것으로 예측되고 있다. 그 이유는 전자 소자가 소형화되어 나노미터 수준까지 도달하면 양자화 터널링 현상과 고집적화에 따른 필연적인 결과인 과열 현상에 의하여 전자 소자가 지녀야 할 기본 성향을 잃어버리게 되는 기술적인 한계 뿐 만 아니라 집적화를 위한 생산 라인 증설에 필요한 시설 비용이 천문학적으로 증가되어 경제적인 한계에 부딪히게 되기 때문이다. Current silicon-based semiconductor electronic devices are steadily becoming highly integrated, and this trend is expected to reach its limit in the near future. The reason is that when the electronic device is miniaturized and reaches the nanometer level, it is not only a technical limitation that the basic tendency of the electronic device is lost due to the overheating phenomenon, which is a consequent result of the quantization tunneling phenomenon and the high integration, but also the production for integration. This is because the cost of the facility required for the line expansion has increased astronomically, and thus faces economic limitations.
이를 극복하기 위한 하나의 수단으로서 최근 분자 전자 소자에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 분자 전자 소자는 1 ∼ 2 nm의 길이의 분자 말단에 기능기를 도입하여 이를 고가의 공정 장비 없이 금속 전극에 자기정렬시키는 방법으로 전자 소자를 제조하므로 낮은 비용으로 고집적 전자 소자를 용이하게 구현할 수 있을 것으로 기대된다. Recently, research on molecular electronic devices has been actively conducted as a means to overcome this problem. Molecular electronic devices can easily implement high-integration electronic devices at low cost because the electronic devices are manufactured by introducing functional groups at molecular terminals having a length of 1 to 2 nm and self-aligning them to metal electrodes without expensive process equipment. It is expected.
실제로, 지금까지 분자 전자 소자 분야의 연구를 통해 전선소자 (wire), 정류소자 (diode), 스위치소자 (switch), 기억소자 (memory), 트랜지스터소자(transistor) 등 다양한 전자 소자들이 구현되었고, 실리콘에 기반을 둔 고집적화 경향에 대한 기술적인 한계를 극복할 수 있는 가능성을 제시하였다. In fact, through the research in the field of molecular electronic devices, various electronic devices such as wire, rectifier, switch, memory, transistor, etc. have been realized. The possibility of overcoming the technical limitations on the trend of high integration based on
그러나, 분자 전자 소자의 이러한 장점과 발전에도 불구하고, 소자 제작상의 어려움으로 인해 수율(yield)이 낮고, 소자 제작시 공정처리량(throughput)이 저하되는 문제점들이 나타나고 있다. 이것은 분자의 크기가 매우 작아 그 취급이 매우 어렵고, 전극상에 형성된 분자층이 열적, 기계적 충격에 매우 민감하기 때문에 기존의 반도체 제조 공정을 그대로 적용하기가 힘들기 때문이다. However, despite these advantages and developments of molecular electronic devices, there are problems in that yield is low due to difficulty in device fabrication and throughput is reduced in device fabrication. This is because the size of the molecule is very small and its handling is very difficult, and since the molecular layer formed on the electrode is very sensitive to thermal and mechanical shock, it is difficult to apply the existing semiconductor manufacturing process as it is.
일 예에 따른 종래 기술에서는 SiN 멤브레인에 사발 형상의 나노포어 (nanopore)를 형성하고, 상기 멤브레인의 저면측으로부터 상기 나노포어 내에 하부 전극을 형성하고, 상기 멤브레인의 상면에서 노출되는 상기 하부 전극의 표면에 유기 분자를 자기조립하여 SAM (self-assembled monolayer)을 형성하고, 상기 SAM 위에 상부 전극을 형성하는 방법으로 수직 분자 전자 소자를 제조하는 방법이 제안되었다. [C. Zhou, M.R. Deshpande, M.A. Reed, and J.M. Tour, "Nanoscale metal/self-assembled monolayer/metal heterostructures", Applied Physics Letters 71, 611 (1997) 참조] 이 기술은 기판의 양면을 모두 가공하는 MEMS (Micro Electro Mechanical System) 기술을 이용하여 SiN 멤브레인에 나노포어를 형성해야 하기 때문에 공정이 까다롭다. 또한, 공정이 복잡하기 때문에 복수의 소자를 한꺼번에 형성하여 고집적 소자를 제조하는 경우에는 수율 및 신뢰성 저하에 따른 문제가 예상되어 대량생산에 적합하지 않다. In the prior art according to an example, a bowl-shaped nanopore is formed on a SiN membrane, a lower electrode is formed in the nanopores from a bottom side of the membrane, and the surface of the lower electrode is exposed from an upper surface of the membrane. A method of manufacturing vertical molecular electronic devices has been proposed by self-assembling organic molecules to form a self-assembled monolayer (SAM) and forming an upper electrode on the SAM. [C. Zhou, M.R. Deshpande, M.A. Reed, and J.M. See Tour, "Nanoscale metal / self-assembled monolayer / metal heterostructures", Applied Physics Letters 71, 611 (1997)]. This technique uses a Micro Electro Mechanical System (MEMS) technology that processes both sides of a substrate to a SiN membrane. The process is tricky because the nanopores must be formed. In addition, due to the complexity of the process, when a plurality of devices are formed at the same time to produce a highly integrated device, a problem due to a decrease in yield and reliability is expected, which is not suitable for mass production.
다른 종래 기술에서는 기판 위에 하부 전극을 형성한 후 그 위에 절연막을 형성하고, 상기 절연막에 상기 하부 전극을 노출시키는 복수의 비아홀(via hole)을 어레이(array) 형태로 형성하는 방법을 이용하여 수직 분자 전자 소자를 제조하는 방법이 제안되었다. (국내 공개특허공보 제2005-19969호 참조) 이 기술에서는 상기 비아홀을 통해 노출되는 하부 전극 표면에 단분자 박막을 형성한 후, 그 위에 섀도우 마스크 (shadow mask)를 이용하여 상부 전극을 형성한다. 이 때, 상기 단분자 박막이 각각 형성되어 있는 단위 소자들 각각에 대하여 섀도우 마스크를 일일이 정렬하여야 하므로 이 또한 대량생산에 적합하지 않다. In another conventional technology, vertical molecules are formed by forming a lower electrode on a substrate, then forming an insulating film thereon, and forming a plurality of via holes in an array form exposing the lower electrode on the insulating film. A method of manufacturing an electronic device has been proposed. In this technique, after forming a monomolecular thin film on the lower electrode surface exposed through the via hole, the upper electrode is formed by using a shadow mask thereon. At this time, since the shadow mask must be aligned with respect to each of the unit devices in which the monomolecular thin films are formed, this is also not suitable for mass production.
본 발명은 상기한 종래 기술에서의 문제점을 해결하고자 하는 것으로, 수직형 분자 전자 소자를 제조하는 데 있어서 소자 형성용 기판과 섀도우 마스크와의 정렬이 용이하고 분자 전자 소자의 대량 생산에 적합하게 사용될 수 있는 분자 전자 소자 제조용 소자 홀더를 제공하는 것이다. The present invention is to solve the above problems in the prior art, it is easy to align the substrate for forming the element and the shadow mask in the manufacture of the vertical molecular electronic device can be used suitably for mass production of molecular electronic devices The present invention provides a device holder for manufacturing a molecular electronic device.
본 발명의 다른 목적은 제조 공정이 간단하고 소자의 대량 생산이 용이한 분자 전자 소자의 제조 방법을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a molecular electronic device, in which the manufacturing process is simple and the mass production of the device is easy.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 분자 전자 소자 제조용 소자 홀더는 소자 형성용 기판을 지지하는 프레임 본체와, 상기 프레임 본체에 소정 간격으로 반복 형성되어 있는 복수의 개구와, 상기 복수의 개구를 각각 한정하도록 상기 프레임 본체에 소정 간격으로 반복 형성되어 있는 복수의 소자 지지부를 포함한다. In order to achieve the above object, the device holder for manufacturing a molecular electronic device according to the present invention comprises a frame body for supporting a substrate for forming an element, a plurality of openings repeatedly formed in the frame body at predetermined intervals, and the plurality of openings. And a plurality of element support portions repeatedly formed in the frame body at predetermined intervals so as to define each one.
본 발명에 따른 예시적인 분자 전자 소자 제조용 소자 홀더에서, 상기 복수의 개구는 모두 동일한 형상 및 동일한 크기를 가질 수 있다. 또한, 상기 복수의 소자 지지부는 모두 동일한 형상 및 동일한 크기를 가질 수 있다. In an exemplary device holder for manufacturing a molecular electronic device according to the present invention, the plurality of openings may all have the same shape and the same size. In addition, the plurality of device supports may all have the same shape and the same size.
또한, 본 발명에 따른 예시적인 분자 전자 소자 제조용 소자 홀더에서, 상기 프레임 본체 및 소자 지지부는 일체로 형성되어 있다. Further, in the device holder for producing an exemplary molecular electronic device according to the present invention, the frame body and the device support are integrally formed.
상기 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 분자 소자 제조 방법에서는 기판상에 하부 전극을 형성한다. 상기 하부 전극 위에 상기 하부 전극의 소정 영역을 노출시키는 복수의 나노 비아홀이 형성된 절연막 패턴을 형성한다. 말단에 티올 또는 실란기가 도입된 분자를 이용하여 상기 나노 비아홀을 통해 노출되는 하부 전극 위에 SAM (self-assembled monolayer)을 형성한다. 소정의 마스크 패턴과 상기 SAM이 형성된 결과물을 상기 정의된 본 발명에 따른 분자 전자 소자 제조용 소자 홀더 위에 차례로 정렬한다. 상기 소자 홀더의 개구 및 상기 마스크 패턴의 개구를 통해 노출되는 상기 기판의 소정 영역에 상기 SAM을 덮는 상부 전극을 형성한다. In order to achieve the above another object, in the molecular device manufacturing method according to the present invention to form a lower electrode on the substrate. An insulating layer pattern on which the plurality of nano via holes exposing a predetermined region of the lower electrode is formed is formed on the lower electrode. A molecule having a thiol or silane group introduced at the end is used to form a self-assembled monolayer (SAM) on the lower electrode exposed through the nano via hole. The predetermined mask pattern and the resultant product on which the SAM is formed are sequentially arranged on the device holder for manufacturing a molecular electronic device according to the present invention as defined above. An upper electrode covering the SAM is formed in a predetermined region of the substrate exposed through the opening of the device holder and the opening of the mask pattern.
본 발명에 따른 분자 소자 제조 방법은 상기 SAM이 형성되어 있는 상기 기판을 소잉(sawing)에 의해 복수의 다이로 분리하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이 때, 상기 소자 홀더 위에 상기 SAM이 형성된 결과물을 정렬하는 단계에서는 상기 SAM이 형성되어 있는 복수의 다이를 각각 상기 소자 홀더 위에 재치한다. The method of manufacturing a molecular device according to the present invention may further include separating the substrate on which the SAM is formed into a plurality of dies by sawing. At this time, in the step of aligning the result of the SAM is formed on the device holder, a plurality of die on which the SAM is formed is placed on the device holder.
바람직하게는, 상기 상부 전극은 열적 증착 방법 또는 전자빔 증착 방법에 의해 형성된다. Preferably, the upper electrode is formed by a thermal deposition method or an electron beam deposition method.
본 발명에 의하면, 분자 전자 소자의 대량생산을 위하여 상부 전극 형성시 증착 장치에 고정 가능한 소자 홀더에 복수개의 기판 또는 다이를 마스크 패턴과 함께 정렬한다. 따라서, 고집적화된 나노미터 수준의 미세한 분자 전자 소자를 용이한 방법으로 대량생산할 수 있다. According to the present invention, for mass production of molecular electronic devices, a plurality of substrates or dies are arranged together with a mask pattern in an element holder that can be fixed to a deposition apparatus when forming an upper electrode. Therefore, it is possible to mass-produce highly integrated nanometer-level fine molecular electronic devices in an easy manner.
다음에, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. Next, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 분자 전자 소자 제조용 소자 홀더(10)의 개략적인 구조를 보여주는 사시도이다. 1 is a perspective view showing a schematic structure of a
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 분자 전자 소자 제조용 소자 홀더(10)는 소자 형성용 기판 또는 소자 형성용 다이(die)를 지지하는 프레임 본체(12)로 이루어진다. 상기 프레임 본체(12)에는 분자 전자 소자를 형성할 기판 또는 다이가 정렬된 상태로 재치될 수 있는 소자 지지부(14)가 소정 간격으로 반복 배치되어 있으며, 상기 복수의 소자 지지부(14) 내에 각각 개구(16)가 형성되어 있다. 즉, 상기 프레임 본체(12)에는 복수의 개구(16)가 소정 간격으로 반복 형성되어 있으며, 상 기 복수의 개구(16)의 형상은 각각 상기 복수의 소자 지지부(14)에 의해 한정된다. 상기 개구(16)를 통해 상기 소자 지지부(14)에 지지되는 기판 또는 다이에서의 증착 대상면이 노출된다. Referring to FIG. 1, the
바람직하게는, 상기 복수의 소자 지지부(14)는 각각 동일한 형상 및 동일한 크기를 가지도록 형성된다. 또한, 상기 복수의 개구(16)도 각각 동일한 형상 및 동일한 크기를 가지도록 형성된다. Preferably, the plurality of device supports 14 are formed to have the same shape and the same size, respectively. In addition, the plurality of
상기 소자 홀더(10)의 프레임 본체(12)는 가공이 용이하고 부식 및 변형 가능성이 적은 재료, 예를 들면 스테인레스 스틸이나, 열전도율이 우수한 금속, 예를 들면 구리로 이루어질 수 있다. 상기 프레임 본체(12)를 열전도율이 우수한 금속으로 형성함으로써 상기 소자 홀더(10)를 사용한 증착 공정시 저온 증착 공정을 효과적으로 수행할 수 있다. 상기 소자 지지부(14)는 상기 프레임 본체(10)와 일체로 형성될 수도 있고 별도의 부재로서 상기 프레임 본체에 용접 또는 접착에 의해 결합될 수도 있다. 바람직하게는, 상기 프레임 본체(12) 및 소자 지지부(14)는 동일한 재료로 구성된다. The
도 1에는 상기 소자 지지부(14) 및 개구(16)가 각각 장방형 형상을 가지는 것으로 도시되어 있으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 소자 지지부(14)에 지지되는 기판 또는 다이의 형상 및 치수, 그리고 상기 개구(16)를 통해 노출될 영역의 형상 및 치수에 따라 다양한 형상 및 치수를 가지도록 설계될 수 있다. Although the device support 14 and the
상기 프레임 본체(12)에는 상기 프레임 본체를 소자 제조 장치, 예를 들면 증착 장치에 고정시키기 위한 홀(18)이 형성되어 있다. 상기 프레임 본체(12)는 상기 홀(18)을 통해 소자 제조 장치에 나사 결합될 수 있다. 본 발명에 따른 소자 홀더(10)를 소자 제조 장치에 고정시키기 위한 방법은 나사 결합 방법에만 제한되는 것은 아니며, 이 기술분야에서 잘 알려진 다양한 방법을 적용할 수 있음은 물론이다. The
도 2는 도 1의 소자 홀더(10)를 소자 제조 공정에 적용하기 위하여 상기 소자 홀더(10)의 소자 지지부(14)에 다이(20)가 정렬되어 있는 상태를 도시한 도면이다. FIG. 2 is a view illustrating a state in which the
특정한 예로서, 상기 다이(20)에 소정 형상의 패턴, 예를 들면 전극 패턴을 형성하기 위하여 상기 소자 지지부(14)에 먼저 소정 형상의 패턴이 구현되어 있는 마스크 패턴(도시 생략)을 정렬한 후, 그 위에 상기 다이(20)를 정렬할 수 있다. 이 때, 상기 프레임 본체(10)의 저면에서는 상기 다이(20)의 소자 형성 영역중 전극 패턴을 형성할 영역만 상기 소자 홀더(10)의 개구(16) 및 마스크 패턴의 개구를 통해 노출된다. As a specific example, in order to form a pattern of a predetermined shape, for example, an electrode pattern, on the
도 3은 도 2의 "A" 부분을 도시한 일부절결 분해사시도이다. 3 is a partially cutaway exploded perspective view illustrating a portion “A” of FIG. 2.
도 3에는 상기 소자 홀더(10)의 소자 지지부(14)와 다이(20)와의 사이에 소정 형상의 패턴이 구현되어 있는 섀도우 마스크(30)가 개재된 구성이 예시되어 있다. 3 illustrates a configuration in which a
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 분자 전자 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 플로차트이다. 4 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a molecular electronic device according to a preferred embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 단계 110에서, 분자 전자 소자 제조에 필요한 소정의 공정을 행하기 위한 기판을 준비한다. 상기 기판은 실리콘 웨이퍼, 화합물 반도체 기판, 유리 또는 플라스틱 기판으로 이루어질 수 있다. Referring to FIG. 4, in
단계 120에서, 상기 기판상에 하부 전극을 형성한다. In
도 5a에는 실리콘 기판(200)상의 절연막(202) 위에 하부 전극(210)이 형성되어 있는 단면도가 예시되어 있다. 상기 하부 전극(210)은 예를 들면 금(Au), 백금(Pt), 은(Ag), 구리(Cu), 니켈(Ni) 및 팔라듐(Pd)으로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나의 금속으로 이루어질 수 있다. FIG. 5A illustrates a cross-sectional view of the
도 4의 단계 130에서, 도 5b에 예시된 바와 같이 상기 하부 전극(210) 위에 상기 하부 전극(210)의 소정 영역을 노출시키는 복수의 나노 비아홀(220a)이 형성된 절연막 패턴(220)을 형성한다. In
상기 절연막 패턴(220)은 예를 들면 실리콘 산화막, 실리콘 질화막 또는 이들의 조합으로 이루어질 수 있다. 상기 나노 비아홀(220a)은 수 내지 수 십 nm의 폭으로 형성될 수 있다. The insulating
도 4의 단계 140에서, 도 5c에 예시된 바와 같이 상기 나노 비아홀(220a)을 통해 노출되는 하부 전극(210) 위에 SAM (self-assembled monolayer)(230)을 형성한다. 상기 SAM(230)을 형성하기 위하여 이 기술 분야에서 잘 알려진 통상의 방법에 의해 말단에 기능기가 도입된 분자, 예를 들면 말단에 티올 또는 실란기가 도입된 분자를 상기 하부 전극(210)상에 자기조립시킬 수 있다. 상기 SAM(230)을 형성하기 위한 화합물로서 전자주게-전자받게 티올기 또는 실란기로 이루어진 화합물과 같이 정류 특성 또는 히스테리시스 (hysteresis) 특성을 보이는 화합물을 사용할 수 있다. 예를 들면, 상기 SAM(230)은 니트로페닐렌에티닐렌(nitrophenylene ethinylene) 티올기 또는 실란기로 이루어진 화합물들; 로즈벤갈 티올기 또는 실란기로 이루어진 화합물들; 디니트로티오펜 그룹과 티올 또는 실란 유도체가 도입된 아미노벤젠 그룹을 가지는 아조 화합물들; 및 터피리딜기와 금속 원소 (예를 들면, 코발트, 니켈, 철, 루쎄니움)가 결합된 유기금속-티올 또는 실란 유도체 화합물들로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나의 화합물로부터 얻어질 수 있다. In step 140 of FIG. 4, a self-assembled monolayer (SAM) 230 is formed on the
도 4의 단계 150에서, 상기 SAM(230)이 형성되어 있는 상기 기판(200)을 통상의 소잉(sawing) 공정을 이용하여 복수의 다이(200A)로 분리한다. 단계 150은 단계 130에서 하부 전극을 형성한 후 단계 140에서 SAM을 형성하기 전에 행해질 수도 있다. 경우에 따라, 단계 150은 생략될 수도 있다. In
도 6에는 복수의 다이(200A) 영역으로 구분되어 있는 기판(200)의 사진이 예시되어 있다. 도 5에 예시된 샘플 사진은 스텝퍼(stepper)를 이용하여 4 인치 실리콘 기판상에 하부 전극 (도 5a의 하부 전극(210)에 대응함)을 형성한 후 상기 하부 전극 위에 절연막 패턴 (도 5b의 절연막 패턴(220)에 대응함)을 형성한 후에 얻어진 결과물이다. 도 6에 예시된 바와 같이, 본 발명에 따른 분자 전자 소자 제작시 스텝퍼를 이용하여 웨이퍼 상에서 균일한 간격으로 소자를 제작하게 되면 대량생산에 용이할 뿐 만 아니라 일정하게 규격화된 크기를 갖는 소자를 얻을 수 있으므로 후속 공정에서 형성하게 될 상부 전극을 형성하는 데 필요한 섀도우 마스크와 소자 홀더 (예를 들면, 도 1의 소자 홀더(10))를 미리 정해진 소자의 크기에 맞추어서 제작할 수 있다. 6 illustrates a photograph of the
도 4의 단계 160에서, 도 3에 예시된 바와 같은 방법으로 소자 홀더(10)의 소자 지지부(14)에 마스크 패턴(도시 생략) 및 다이(200A)를 차례로 정렬하여 재치한다. 상기 다이(200A)는 상기 기판(200)에 대하여 소잉(sawing) 공정을 거쳐 얻어진 것으로, 1 개의 다이(200A) 내에는 상기 나노 비아홀(220a) 내에 형성된 SAM(230)을 구비하는 복수의 단위 소자가 형성되어 있다. 이 때, 상기 소자 홀더(10)의 개구(16) 및 상기 마스크 패턴을 통해 상기 다이(200A)에 형성되어 있는 SAM(230) 및 그 주위의 영역, 즉 상부 전극이 형성될 영역이 노출된다. In
도 5d는 상기 SAM(230)이 형성되어 있는 다이(200A)가 상기 지지 홀더(10) 위에 마스크 패턴인 섀도우 마스크(300)와 함께 정렬되어 있는 상태를 부분적으로 나타낸 단면도이다. 상기 소자 홀더(10)의 개구(16) 및 상기 섀도우 마스크(300)의 개구(300a)를 통해 상기 다이(200A)에 형성되어 있는 SAM(230) 및 그 주위의 영역이 소정의 폭(W)으로 노출되어 있다. 5D is a cross-sectional view partially illustrating a state in which the
도 4의 단계 170에서, 상기 섀도우 마스크(300) 및 다이(200A)가 지지되어 있는 소자 홀더(10)를 열적 증착 장치 또는 전자빔 증착 장치 내에 고정시킨 후, 전자빔 증착 방법에 의해 상기 소자 홀더(10)의 개구(16) 및 상기 섀도우 마스크(300)의 개구(300a)를 통해 노출되는 다이(200A)의 소정 영역 (도 5d에서 폭 "W"으로 표시된 부분)에 전극 재료(240), 예를 들면 금을 증착하여 상기 SAM(230)을 덮는 상부 전극(250)을 형성한다. In
상기 상부 전극(250)은 금(Au), 백금(Pt), 은(Ag), 구리(Cu), 니켈(Ni), 팔 라듐(Pd) 등과 같은 금속으로 이루어질 수 있다. The
상기 설명한 바와 같이, 본 발명의 방법에 따라 소자 홀더(10)를 이용하여 상부 전극(250)을 형성함으로써 1 회의 증착 공정을 통해 복수의 수직형 분자 전자소자의 상부 전극을 용이하게 형성할 수 있다. As described above, by forming the
도 7은 본 발명의 방법에 따라 형성된 분자 전자 소자에 대하여 83 K (-190 ℃) ∼ 298 K (25 ℃) 범위의 다양한 온도에서 측정한 I (전류) - V (전압) 특성을 나타내는 그래프이다. 7 is a graph showing I (current)-V (voltage) characteristics measured at various temperatures in the range of 83 K (-190 ° C) to 298 K (25 ° C) for the molecular electronic device formed according to the method of the present invention. .
도 7의 평가에 사용된 분자 전자 소자에서 하부 전극 및 상부 전극으로서 Au 전극을 형성하였으며, 도데칸티올 (dodecanethiol) 분자를 사용하여 하부 전극 위에 SAM을 형성하였다. 도 7에는 83 K, 103 K, 123 K, 143 K, 163 K, 183 K, 203 K, 223 K, 243 K, 263 K, 283 K 및 298 K 각각에 대한 측정치들이 표시되어 있다. 도 7에서 알 수 있는 바와 같이, 도데칸티올 분자를 사용하여 제조한 분자 전자소자의 I - V 특성이 온도 변화에 따라 거의 변화되지 않았다. 이로부터 도데칸티올의 전도 메카니즘 (mechanism)인 터널링(tunneling) 전도 특성을 성공적으로 확인할 수 있다. Au electrodes were formed as the lower and upper electrodes in the molecular electronic device used in the evaluation of FIG. 7, and SAMs were formed on the lower electrodes using dodecanethiol molecules. 7 shows measurements for 83 K, 103 K, 123 K, 143 K, 163 K, 183 K, 203 K, 223 K, 243 K, 263 K, 283 K and 298 K, respectively. As can be seen in FIG. 7, the I-V characteristics of the molecular electronic device manufactured using the dodecanethiol molecule were hardly changed with temperature change. From this, it is possible to successfully confirm the tunneling conduction characteristic, which is the conduction mechanism of dodecanethiol.
상기 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 수직형 분자 전자 소자의 제조 방법에 따라 소자 홀더를 이용하여 상부 전극을 형성함으로써 유효한 전기적 특성을 제공하는 분자 전자 소자의 대량생산이 가능하다는 것을 확인할 수 있다. As can be seen from the above results, according to the method for manufacturing a vertical molecular electronic device according to the present invention, it is confirmed that mass production of molecular electronic devices that provide effective electrical properties is possible by forming the upper electrode using the device holder. Can be.
본 발명에 따른 분자 전자 소자의 제조 방법에서는 분자 전자 소자의 대량생산을 위하여 상부 전극 형성시 증착 장치에 고정 가능한 소자 홀더에 복수개의 기판 또는 다이를 마스크 패턴과 함께 정렬한다. 이와 같이 복수의 마스크 패턴 및 복수의 기판 또는 다이를 동시에 정렬시켜 이들 복수의 기판 또는 다이에 대한 상부 전극 형성 공정을 1회의 증착 공정에 의해 행하므로 고집적화된 나노미터 수준의 미세한 분자 전자 소자를 용이한 방법으로 대량생산할 수 있다. In the method of manufacturing a molecular electronic device according to the present invention, for mass production of molecular electronic devices, a plurality of substrates or dies are aligned with a mask pattern in an element holder that is fixed to a deposition apparatus when forming an upper electrode. As described above, the plurality of mask patterns and the plurality of substrates or dies are aligned at the same time so that the upper electrode forming process for the plurality of substrates or dies is performed by one deposition process, so that the highly integrated nanometer-level fine molecular electronic device can be easily obtained. It can be mass produced by the method.
이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상 및 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러가지 변형 및 변경이 가능하다. In the above, the present invention has been described in detail with reference to preferred embodiments, but the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications and changes by those skilled in the art within the spirit and scope of the present invention. This is possible.
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KR20040091037A (en) * | 2002-02-14 | 2004-10-27 | 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 | Aperture masks for circuit fabrication |
KR20050043922A (en) * | 2002-08-30 | 2005-05-11 | 페메아스 게엠베하 | Fixtures and methods for facilitating the fabrication of devices having thin film materials |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20040091037A (en) * | 2002-02-14 | 2004-10-27 | 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 | Aperture masks for circuit fabrication |
KR20050043922A (en) * | 2002-08-30 | 2005-05-11 | 페메아스 게엠베하 | Fixtures and methods for facilitating the fabrication of devices having thin film materials |
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