레이저 유도 그래핀의 제조방법 및 이에 따라 제조된 레이저 유도 그래핀
MANUFACTURING METHOD OF LASER-INDUCED GRAPHENE AND LASER-INDUCED GRAPHENE MANUFACTURED THEREBY
특허 요약
본 발명은 레이저 유도 그래핀의 제조방법 및 이에 따라 제조된 레이저 유도 그래핀에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 a) 웨이퍼에 금속을 증착하여 금속이 증착된 웨이퍼를 제조하는 단계; b) 상기 금속이 증착된 웨이퍼를 폴리(아믹산)(poly(amic acid), PAA) 용액으로 스핀 코팅하는 단계; c) 상기 스핀 코팅한 PAA에 자외선(UV)을 조사하여 패터닝하는 단계; d) 상기 패터닝한 PAA에 열을 가해 이미드화하여 폴리이미드(Polyimide, PI)를 제조하는 단계; 및 e) 상기 PI에 레이저를 조사하여 레이저 유도 그래핀(Laser-induced graphene, LIG)를 제조하는 단계;를 포함하는 레이저 유도 그래핀의 제조방법 및 이에 따라 제조된 레이저 유도 그래핀에 관한 것이다. 본 발명은 폴리머 기판이 아닌 반도체용 기판(SiO 2 /Si 웨이퍼)에 레이저 유도 그래핀을 제조하여 반도체 소자 제작 과정의 후공정과 호환이 가능하게 하는 레이저 유도 그래핀의 제조방법을 제공할 수 있다.
청구항
번호청구항
1

a) 웨이퍼에 금속을 증착하여 금속이 증착된 웨이퍼를 제조하는 단계;b) 상기 금속이 증착된 웨이퍼를 폴리(아믹산)(poly(amic acid), PAA) 용액으로 스핀 코팅하는 단계;c) 상기 스핀 코팅한 PAA에 자외선(UV)을 조사하여 패터닝하는 단계; d) 상기 패터닝한 PAA에 열을 가해 이미드화하여 폴리이미드(Polyimide, PI)를 제조하는 단계; 및e) 상기 PI에 레이저를 조사하여 레이저 유도 그래핀(Laser-induced graphene, LIG)를 제조하는 단계;를 포함하는 고해상도 레이저 유도 그래핀의 제조방법.

2

제1항에 있어서,상기 a) 단계는a1) 웨이퍼를 세정하는 단계;a2) 상기 세정한 웨이퍼에 네거티브 포토레지스트 용액으로 스핀 코팅하는 단계;a3) 상기 스핀 코팅한 웨이퍼에 자외선(UV)을 조사하여 패터닝하는 단계; a4) 상기 패터닝한 웨이퍼에 금속을 증착하는 단계; 및a5) 상기 금속을 증착한 웨이퍼에 존재하는 S/D 전극을 아세톤으로 제거하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 고해상도 레이저 유도 그래핀의 제조방법.

3

제1항에 있어서,상기 금속은금(Au)인 것을 특징으로 하는 고해상도 레이저 유도 그래핀의 제조방법.

4

제1항에 있어서,상기 웨이퍼는SiO2/Si 웨이퍼인 것을 특징으로 하는 고해상도 레이저 유도 그래핀의 제조방법.

5

제1항에 있어서,상기 b) 단계는상기 금속이 증착된 웨이퍼에 폴리(아믹산)(poly(amic acid)) 용액을 떨어뜨리고 400 내지 600 rpm에서 40 내지 60초 동안 스핀 코팅하는 것을 특징으로 하는 고해상도 레이저 유도 그래핀의 제조방법.

6

제1항에 있어서,상기 c) 단계는상기 스핀 코팅한 PAA에 330 내지 400 nm의 파장이고, 250 내지 350 mJ/cm2의 광량인 자외선(UV)을 조사하여 패터닝하는 단계;인 것을 특징으로 하는 고해상도 레이저 유도 그래핀의 제조방법.

7

제1항에 있어서,상기 d) 단계는상기 패터닝한 PAA를 200 내지 300 ℃의 핫플레이트에서 20 내지 40분 동안 열을 가해 이미드화하는 것을 특징으로 하는 고해상도 레이저 유도 그래핀의 제조방법.

8

제1항에 있어서,상기 e) 단계는 상기 PI에 CO2 레이저를 12.0 내지 16.0 kW/cm2의 세기로 조사하여 레이저 유도 그래핀(Laser-induced graphene, LIG)를 제조하는 것을 특징으로 하는 고해상도 레이저 유도 그래핀의 제조방법.

9

제1항에 있어서,상기 고해상도 레이저 유도 그래핀은개별 레이저 유도 그래핀 폭의 해상도가 5 내지 15 ㎛인 것을 특징으로 하는 고해상도 레이저 유도 그래핀의 제조방법.

10

제2항에 있어서,상기 금속은금(Au)인 것을 특징으로 하는 고해상도 레이저 유도 그래핀의 제조방법.

11

제2항에 있어서,상기 웨이퍼는SiO2/Si 웨이퍼인 것을 특징으로 하는 고해상도 레이저 유도 그래핀의 제조방법.

12

제2항에 있어서,상기 a1) 단계는웨이퍼를 아세톤, 이소프로판올 및 탈이온수로 세정하는 것을 특징으로 하는 고해상도 레이저 유도 그래핀의 제조방법.

13

제2항에 있어서,상기 a3) 단계는상기 스핀 코팅한 웨이퍼에 330 내지 400 nm의 파장이고, 350 내지 450 mJ/cm2의 광량인 자외선(UV)으로 조사하여 패터닝하는 것을 특징으로 하는 고해상도 레이저 유도 그래핀의 제조방법.

14

제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 방법으로 제조된 고해상도 레이저 유도 그래핀.