KR102098572B1 - Substrate Material Searching Apparatus and Method for Epitaxy Growth and Record Media Recorded Program for Realizing the Same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 에피택시 성장을 위한 기판 소재의 탐색 장치 및 방법 그리고 이를 구현하기 위한 프로그램을 기록한 기록매체에 관한 것으로, 보다 상세하게는 주어진 물질로 기판에 에피택시 성장할 때 최소한의 격자 변형을 야기할 수 있는 기판의 소재를 탐색하는 장치 및 방법 그리고 이를 구현하기 위한 프로그램을 기록한 기록매체에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for searching for a substrate material for epitaxial growth and a recording medium recording a program for implementing the same, and more specifically, it may cause minimal lattice deformation when epitaxially grown on a substrate with a given material. It relates to an apparatus and method for searching the material of a substrate and a recording medium recording a program for implementing the same.
일반적으로, 전자 장치는 트랜지스터, 커패시터 또는 저항 등과 같은 많은 수의 개별적인 반도체 장치들을 포함할 수 있으며, 이들 반도체 장치들은 내부적으로 연결되어 메모리 장치, 논리 장치 또는 마이크로프로세서 등과 같은 복잡한 집적 회로들을 형성할 수 있다.In general, an electronic device may include a large number of individual semiconductor devices such as transistors, capacitors, or resistors, and these semiconductor devices may be connected internally to form complex integrated circuits such as memory devices, logic devices, or microprocessors. have.
이러한 반도체 장치들의 제조 공정에서 에피택시(epitaxy) 성장 방법이 일반적으로 사용되고 있는데, 에피택시 성장 방법이란 단결정으로 이루어진 기판 상에 얇은 박막 결정을 성장시키는 것으로서, 기판 상에 기판 물질과 다른 물질로 이루어지는 박막 층을 성장시키기 위해서는 기판과 박막 층 사이에 주기성이 서로 같으면서 서로 공유되는 평면 내 격자 공간(CSL: Coincidence Site Lattice)이 필수적이다. 즉, 기판과 박막 층 사이에 격자 상수의 크기가 비슷하고, 결정 방향이 일치해야 한다.In the manufacturing process of these semiconductor devices, an epitaxial growth method is generally used. An epitaxial growth method is to grow a thin film crystal on a substrate made of a single crystal, and a thin film made of a material different from the substrate material on the substrate. In order to grow the layer, the in-plane lattice space (CSL: Coincidence Site Lattice), which has the same periodicity and is shared between the substrate and the thin film layer, is essential. That is, the size of the lattice constant between the substrate and the thin film layer is similar, and the crystal directions must be identical.
도 1a 및 도 1b는 에피택시 성장이 가능한 예 및 에피택시 성장이 불가능한 예를 각각 보여주는 도면을 나타낸다. 1A and 1B show views showing examples in which epitaxy growth is possible and examples in which epitaxy growth is not possible.
도 1a를 참조하면, 기판과 박막 층이 2:1의 주기성으로 서로 공유되는 평면 내에서는 격자 공간이 일치되어 격자 성장이 가능하지만, 도 1b와 같이, 주기성이 존재하지 않거나 너무 클 경우에는 격자 공간이 불일치되어 격자 성장이 불가능한 문제점이 있었다.Referring to FIG. 1A, in the plane where the substrate and the thin film layer are shared with each other with a 2: 1 periodicity, the lattice spaces are coincident, so that lattice growth is possible. Due to this mismatch, there was a problem that lattice growth was impossible.
이와 같이, 기판과 박막 층 사이에 주기성이 존재하지 않거나 너무 커서 격자 성장이 불가능할 경우에는 기판 상에 박막 층을 제대로 성장시킬 수 없으며, 이러한 기판과 박막 층 사이의 격자 부정합으로 인해 격자 변형이 야기될 수 있는 문제점이 있었다.As such, if there is no periodicity between the substrate and the thin film layer or if the lattice growth is impossible because the lattice growth is impossible, the thin film layer cannot be properly grown on the substrate, and lattice deformation may occur due to lattice mismatch between the substrate and the thin film layer. There was a problem that could be.
따라서 기판에 주어진 물질로 이루어진 박막 층으로 에피택시 성장을 수행할 때 최소한의 격자 변형을 야기하기 위하여 실험적 성장이나 결정 성장 시뮬레이션에 필요한 기판의 소재를 탐색하기 위한 필요성이 제안되었다.Therefore, the need for exploring the material of the substrate for experimental growth or crystal growth simulation has been proposed in order to cause minimal lattice deformation when performing epitaxial growth with a thin film layer of a given material on the substrate.
따라서 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 기판 및 에피택시 성장을 위한 물질 사이의 격자 변형을 최소화하고 성장 효율을 높이기 위하여 기판의 소재를 탐색할 수 있게 하는 에피택시 성장을 위한 기판 소재의 탐색 장치 및 방법 그리고 이를 구현하기 위한 프로그램을 기록한 기록매체를 제공하는 것이다. Therefore, the technical problem to be solved by the present invention is a device for searching for a substrate material for epitaxial growth, which enables to search for the material of the substrate to minimize the lattice deformation between the substrate and the material for epitaxial growth and increase the growth efficiency. It is to provide a recording medium recording a method and a program for implementing the method.
또한, 본 발명은 명시적으로 언급된 목적 이외에도, 후술하는 본 발명의 구성으로부터 달성될 수 있는 다른 목적도 포함한다.In addition, the present invention includes other objects that can be achieved from the configuration of the present invention described later, in addition to the purpose explicitly stated.
상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 에피택시 성장을 위한 기판 소재의 탐색 장치는 상기 성장 물질의 대상 격자에 대한 정보를 입력 받는 입력부, 상기 입력 받은 대상 격자에 대한 정보를 이용하여 후보 격자를 생성하는 후보 격자 생성부, 상기 생성된 후보 격자의 복제 및 회전 동작을 통해 격자 공간의 해를 계산하는 격자 공간 계산부, 상기 계산된 격자 공간의 해를 만족하는 후보 기판 소재를 선별하는 후보 기판 소재 선별부 및 상기 선별된 후보 기판 소재의 표면 방향을 계산하는 표면 방향 계산부를 포함한다.The apparatus for searching for a substrate material for epitaxial growth according to an embodiment of the present invention for solving the above technical problem may include an input unit for receiving information on a target grid of the growth material, and information on the received target grid. A candidate grid generator for generating a candidate grid, a grid space calculation unit for calculating the solution of the grid space through duplication and rotation of the generated candidate grid, and a candidate substrate material satisfying the calculated solution of the grid space It includes a candidate substrate material selection unit to select and a surface direction calculation unit for calculating the surface direction of the selected candidate substrate material.
상기 후보 격자 생성부는 상기 대상 격자의 제1 격자 벡터의 크기(L1), 제2 격자 벡터의 크기(L2) 및 제1 격자 벡터와 제2 격자 벡터 사이의 각도(θ)를 이용하여 상기 후보 격자를 생성할 수 있다.The candidate lattice generation unit uses the size of the first lattice vector (L1), the size of the second lattice vector (L2), and the angle (θ) between the first lattice vector and the second lattice vector of the target lattice. Can generate
상기 후보 격자는 이차원의 프로토 타입(Proto type)으로 이루어질 수 있다.The candidate grid may be a two-dimensional prototype.
상기 후보 격자 생성부는 이차원 사방정계 셀, 이차원 육방정계 셀, 이차원 정사각형 셀 및 이차원 단사정계 셀 중 적어도 하나의 격자 형태로 상기 후보 격자를 생성할 수 있다.The candidate lattice generation unit may generate the candidate lattice in a lattice form of at least one of a two-dimensional tetragonal cell, a two-dimensional hexagonal cell, a two-dimensional square cell, and a two-dimensional monoclinic cell.
상기 후보 격자 생성부는 상기 이차원 사방정계 셀(orthorhombic cell)의 경우, 상기 제1 격자 벡터의 크기(L1)와 상기 제2 격자 벡터의 크기(L2)의 격자 상수(lattice constant)를 가지는 후보 격자를 생성하고, 상기 이차원 육방정계 셀(hexagonal cell)의 경우, 상기 제1 격자 벡터의 크기(L1)와 상기 제2 격자 벡터의 크기(L2)의 격자 상수를 각각 가지는 복수 개의 후보 격자를 생성하고, 상기 이차원 정사각형 셀(square cell)의 경우, 상기 제1 격자 벡터의 크기(L1)와 상기 제2 격자 벡터의 크기(L2)의 격자 상수를 각각 가지는 복수 개의 후보 격자를 생성하며, 상기 이차원 단사정계 셀(monoclinic cell)의 경우, 상기 제1 격자 벡터의 크기(L1), 상기 제2 격자 벡터의 크기(L2) 및 상기 제1 격자 벡터와 제2 격자 벡터 사이의 각도(θ)를 사용하여 2차원 결정 구조를 가지는 후보 격자를 생성할 수 있다.In the case of the two-dimensional orthohombic cell, the candidate lattice generation unit includes a candidate lattice having a lattice constant of the size of the first lattice vector (L1) and the size of the second lattice vector (L2). In the case of the two-dimensional hexagonal cell, a plurality of candidate lattices each having a lattice constant of the size of the first lattice vector (L1) and the size of the second lattice vector (L2) are generated, In the case of the two-dimensional square cell, a plurality of candidate lattices each having a lattice constant of the size of the first lattice vector (L1) and the size of the second lattice vector (L2) are generated, and the two-dimensional monoclinic system For a cell (monoclinic cell), the size of the first lattice vector (L1), the size of the second lattice vector (L2) and the angle between the first lattice vector and the second lattice vector (θ) 2 Create candidate lattice with dimensional crystal structure Can.
상기 격자 공간 계산부는 상기 생성된 후보 격자와 상기 대상 격자를 각각 n배 및 m배로 복제하여 겹치는 동작을 이용하여 상기 격자 공간의 해를 계산하고, 상기 계산된 격자 공간의 해를 만족하는 n, m을 검출할 수 있다.The lattice space calculation unit duplicates the generated candidate lattice and the target lattice by n times and m times, respectively, and calculates the solution of the lattice space by using overlapping operations, and n, m satisfying the calculated lattice space solution. Can be detected.
상기 격자 공간 계산부는 상기 계산된 격자 공간의 해를 만족하지 않는 후보 격자에 대하여 미리 정해진 각도로 회전하는 동작을 통해 상기 격자 공간의 해를 계산할 수 있다.The grid space calculation unit may calculate the solution of the grid space through an operation of rotating at a predetermined angle with respect to a candidate grid that does not satisfy the calculated solution of the grid space.
상기 후보 기판 소재 선별부는 상기 계산된 격자 공간의 해를 만족하는 n, m의 조합을 이용하여 상기 후보 기판 소재를 선별할 수 있다.The candidate substrate material selection unit may select the candidate substrate material using a combination of n and m that satisfy the solution of the calculated lattice space.
상기 입력부는 허용 가능한 격자 불일치 한도 범위를 더 입력 받을 수 있다.The input unit may further receive an allowable grid mismatch limit range.
상기 표면 방향 출력부는 상기 선별된 후보 기판 소재의 로우 인덱스 표면 벡터를 계산하여 상기 입력 받은 허용 가능한 격자 불일치 한도 범위 내에 있는 상기 후보 기판 소재의 표면 방향을 계산할 수 있다.The surface direction output unit may calculate a row index surface vector of the selected candidate substrate material to calculate a surface direction of the candidate substrate material within the range of the received allowable lattice mismatch limit.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 에피택시 성장을 위한 기판 소재의 탐색 방법은 주어진 성장 물질로 에피택시 성장하기 위한 기판의 소재를 탐색하는 방법은 상기 성장 물질의 대상 격자에 대한 정보를 입력 받는 단계, 상기 입력 받은 대상 격자에 대한 정보를 이용하여 후보 격자를 생성하는 단계, 상기 생성된 후보 격자의 복제 및 회전 동작을 통해 격자 공간의 해를 계산하는 단계, 상기 계산된 격자 공간의 해를 만족하는 후보 기판 소재를 선별하는 단계 및 상기 선별된 후보 기판 소재의 표면 방향을 계산하는 단계를 포함한다.On the other hand, the method of searching for a substrate material for epitaxial growth according to an embodiment of the present invention is a method for searching for a material of a substrate for epitaxial growth with a given growth material. Step, generating a candidate grid using information on the received target grid, calculating a solution of the grid space through the duplicated and rotated operation of the generated candidate grid, and satisfies the calculated solution of the grid space And selecting a candidate substrate material to be calculated and calculating a surface direction of the selected candidate substrate material.
상기 후보 격자 생성 단계는 상기 대상 격자의 제1 격자 벡터의 크기(L1), 제2 격자 벡터의 크기(L2) 및 제1 격자 벡터와 제2 격자 벡터 사이의 각도(θ)를 이용하여 상기 후보 격자를 생성할 수 있다.The candidate lattice generation step uses the size of the first lattice vector (L1), the size of the second lattice vector (L2), and the angle (θ) between the first lattice vector and the second lattice vector of the target lattice. You can create a grid.
상기 후보 격자는 이차원의 프로토 타입(Proto type)으로 이루어질 수 있다.The candidate grid may be a two-dimensional prototype.
상기 후보 격자 생성 단계는 이차원 사방정계 셀, 이차원 육방정계 셀, 이차원 정사각형 셀 및 이차원 단사정계 셀 중 적어도 하나의 격자 형태로 상기 후보 격자를 생성할 수 있다.The candidate lattice generation step may generate the candidate lattice in a lattice form of at least one of a two-dimensional tetragonal cell, a two-dimensional hexagonal cell, a two-dimensional square cell, and a two-dimensional monoclinic cell.
상기 후보 격자 생성 단계는 상기 이차원 사방정계 셀(orthorhombic cell)의 경우, 상기 제1 격자 벡터의 크기(L1)와 상기 제2 격자 벡터의 크기(L2)의 격자 상수(lattice constant)를 가지는 후보 격자를 생성하고, 상기 이차원 육방정계 셀(hexagonal cell)의 경우, 상기 제1 격자 벡터의 크기(L1)와 상기 제2 격자 벡터의 크기(L2)의 격자 상수를 각각 가지는 복수 개의 후보 격자를 생성하고, 상기 이차원 정사각형 셀(square cell)의 경우, 상기 제1 격자 벡터의 크기(L1)와 상기 제2 격자 벡터의 크기(L2)의 격자 상수를 각각 가지는 복수 개의 후보 격자를 생성하며, 상기 이차원 단사정계 셀(monoclinic cell)의 경우, 상기 제1 격자 벡터의 크기(L1), 상기 제2 격자 벡터의 크기(L2) 및 상기 제1 격자 벡터와 제2 격자 벡터 사이의 각도(θ)를 사용하여 2차원 결정 구조를 가지는 후보 격자를 생성할 수 있다.In the candidate lattice generation step, in the case of the two-dimensional orthohombic cell, a candidate lattice having a lattice constant of the size (L1) of the first lattice vector and the size (L2) of the second lattice vector In the case of the two-dimensional hexagonal cell, a plurality of candidate lattices each having a lattice constant of the size of the first lattice vector (L1) and the size of the second lattice vector (L2) are generated, In the case of the two-dimensional square cell, a plurality of candidate lattices each having a lattice constant of the size (L1) of the first lattice vector and the size (L2) of the second lattice vector are generated, and the two-dimensional single yarn In the case of a monoclinic cell, the size (L1) of the first lattice vector, the size (L2) of the second lattice vector, and the angle (θ) between the first lattice vector and the second lattice vector are used. Create a candidate lattice with a two-dimensional crystal structure It can be accomplished.
상기 격자 공간 계산 단계는 상기 생성된 후보 격자와 상기 대상 격자를 각각 n배 및 m배로 복제하여 겹치는 동작을 이용하여 상기 격자 공간의 해를 계산하고, 상기 계산된 격자 공간의 해를 만족하는 n, m을 검출할 수 있다.In the calculating of the lattice space, a solution of the lattice space is calculated by overlapping the generated candidate lattice and the target lattice by n times and m times, respectively, and n satisfying the calculated lattice space solution, m can be detected.
상기 격자 공간 계산 단계는 상기 계산된 격자 공간의 해를 만족하지 않는 후보 격자에 대하여 미리 정해진 각도로 회전하는 동작을 통해 상기 격자 공간의 해를 계산할 수 있다.In the calculating of the grid space, the solution of the grid space may be calculated by rotating at a predetermined angle with respect to a candidate grid that does not satisfy the calculated grid space solution.
상기 후보 기판 소재 선별 단계는 상기 계산된 격자 공간의 해를 만족하는 n, m의 조합을 이용하여 상기 후보 기판 소재를 선별할 수 있다.In the candidate substrate material selection step, the candidate substrate material may be selected using a combination of n and m that satisfy the solution of the calculated lattice space.
상기 입력 단계는 허용 가능한 격자 불일치 한도 범위를 더 입력 받을 수 있다.The input step may further receive an allowable grid mismatch limit range.
상기 표면 방향 출력 단계는 상기 선별된 후보 기판 소재의 로우 인덱스 표면 벡터를 계산하여 상기 입력 받은 허용 가능한 격자 불일치 한도 범위 내에 있는 상기 후보 기판 소재의 표면 방향을 계산할 수 있다. The outputting of the surface direction may calculate a surface index of the candidate substrate material within a range of the received allowable lattice mismatch by calculating a low index surface vector of the selected candidate substrate material.
또 한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 에피택시 성장을 위한 기판 소재의 탐색 방법을 구현하기 위한 프로그램을 기록한 기록매체가 제공된다.On the other hand, a recording medium recording a program for implementing a method of searching for a substrate material for epitaxial growth according to an embodiment of the present invention is provided.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 주어진 성장 물질로 에피택시 성장하기 위한 기판의 소재를 탐색하는 방법을 구현하기 위한 프로그램을 기록한 기록매체에 있어서, 상기 성장 물질의 대상 격자에 대한 정보를 입력 받는 단계, 상기 입력 받은 대상 격자에 대한 정보를 이용하여 후보 격자를 생성하는 단계, 상기 생성된 후보 격자의 복제 및 회전 동작을 통해 격자 공간의 해를 계산하는 단계, 상기 계산된 격자 공간의 해를 만족하는 후보 기판 소재를 선별하는 단계 및 상기 선별된 후보 기판 소재의 표면 방향을 계산하는 단계를 포함하는 에피택시 성장을 위한 기판 소재의 탐색 방법을 구현하기 위한 프로그램을 기록한 기록매체가 제공된다.According to a preferred embodiment of the present invention, in a recording medium recording a program for implementing a method for searching a material of a substrate for epitaxy growth with a given growth material, information on a target grid of the growth material is received. Step, generating a candidate grid using information on the received target grid, calculating a solution of the grid space through the duplicated and rotated operation of the generated candidate grid, and satisfies the calculated solution of the grid space A recording medium recording a program for implementing a method of searching for a substrate material for epitaxy growth is provided, comprising the step of selecting the candidate substrate material and calculating the surface direction of the selected candidate substrate material.
이와 같이 본 발명의 실시예에 따른 에피택시 성장을 위한 기판 소재의 탐색 장치 및 방법 그리고 이를 구현하기 위한 프로그램을 기록한 기록매체에 따르면, 에피택시 성장을 위한 기판의 소재를 탐색하여 기판 및 에피택시 성장을 위한 물질 사이의 격자 변형을 최소화하고 성장 효율을 높일 수 있다.According to the apparatus and method for searching for a substrate material for epitaxial growth according to an embodiment of the present invention and a recording medium recording a program for implementing the same, the substrate material for epitaxial growth is searched for the substrate and epitaxial growth It is possible to minimize the lattice deformation between materials for and increase the growth efficiency.
이에 따라, 실험적 성장이나 결정 성장 시뮬레이션에 필요한 기판의 소재를 제시할 수 있는 장점이 있다.Accordingly, there is an advantage that the material of the substrate required for the experimental growth or the simulation of crystal growth can be presented.
한편, 본 발명의 효과는 상술된 것에 국한되지 않고 후술하는 본 발명의 구성으로부터 도출될 수 있는 다른 효과도 본 발명의 효과에 포함된다.On the other hand, the effects of the present invention are not limited to the above, and other effects that can be derived from the configuration of the present invention described later are also included in the effects of the present invention.
도 1a 및 도 1b는 에피택시 성장이 가능한 예 및 에피택시 성장이 불가능한 예를 각각 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 에피택시 성장을 위한 기판 소재의 탐색 장치의 구성도이다.
도 3은 후보 격자의 예를 보여주는 도면이다.
도 4는 이차원 육방정계 후보 격자를 기반으로 한 격자 공간의 해들을 보여주는 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 에피택시 성장을 위한 기판 소재의 탐색 과정을 보여주는 동작 흐름도이다.1A and 1B are diagrams showing examples in which epitaxial growth is possible and examples in which epitaxial growth is not possible.
2 is a block diagram of a device for searching a substrate material for epitaxial growth according to an embodiment of the present invention.
3 is a view showing an example of a candidate grid.
4 is an exemplary view showing solutions of a grid space based on a two-dimensional hexagonal candidate grid.
5 is an operation flowchart showing a process of searching for a substrate material for epitaxial growth according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The present invention can be applied to various changes and may have various embodiments, and specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In describing each drawing, similar reference numerals are used for similar components. In the description of the present invention, when it is determined that a detailed description of known technologies related to the present invention may obscure the subject matter of the present invention, the detailed description will be omitted.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from other components.
예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.For example, the first component may be referred to as a second component without departing from the scope of the present invention, and similarly, the second component may be referred to as a first component.
및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.The term and / or includes a combination of a plurality of related described items or any one of a plurality of related described items.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.When an element is said to be "connected" or "connected" to another component, it is understood that other components may be directly connected to or connected to the other component, but may exist in the middle. It should be.
반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.On the other hand, when a component is said to be "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that no other component exists in the middle.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.The terms used in this application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, the terms "include" or "have" are intended to indicate the presence of features, numbers, steps, actions, components, parts or combinations thereof described herein, one or more other features. It should be understood that the existence or addition possibilities of fields or numbers, steps, operations, components, parts or combinations thereof are not excluded in advance.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by a person skilled in the art to which the present invention pertains.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Terms such as those defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having meanings consistent with meanings in the context of related technologies, and should not be interpreted as ideal or excessively formal meanings unless explicitly defined in the present application. Does not.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the same or corresponding elements are assigned the same reference numbers regardless of the reference numerals, and overlapping descriptions thereof will be omitted.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 에피택시 성장을 위한 기판 소재의 탐색 장치의 구성도를 나타낸다.2 is a block diagram of a device for searching a substrate material for epitaxial growth according to an embodiment of the present invention.
도 2에 도시한 바와 같이, 에피택시 성장을 위한 기판 소재의 탐색 장치(1)는 입력부(100), 후보 격자 생성부(200), 격자 공간 계산부(300), 후보 기판 소재 선별부(400), 표면 방향 계산부(500) 및 출력부(600)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 2, the
입력부(100)는 성장 물질의 대상 격자에 대한 정보를 입력 받을 수 있다. 즉, 입력부(100)는 대상 격자의 격자 벡터(in-plane lattice vector)에 대한 정보를 입력 받고, 이를 이용하여 제1 격자 벡터의 크기(L1), 제2 격자 벡터의 크기(L2) 및 제1 격자 벡터와 제2 격자 벡터 사이의 각도(θ)를 계산할 수 있다.The
그리고 입력부(100)는 허용 가능한 격자 불일치 한도 범위를 더 입력 받을 수 있다. 이때, 허용 가능한 대상 격자 간의 불일치 한도 범위는 압력(strain) 및 결합 길이(bond length)를 통해 계산될 수 있다.In addition, the
후보 격자 생성부(200)는 대상 격자를 이용하여 후보 격자를 생성할 수 있다. 즉, 후보 격자 생성부(200)는 제1 격자 벡터의 크기(L1), 제2 격자 벡터의 크기(L2) 및 제1 격자 벡터와 제2 격자 벡터 사이의 각도(θ)를 이용하여 후보 격자를 생성할 수 있다.The
도 3은 후보 격자의 예를 보여주는 도면을 나타낸다.3 shows a diagram showing an example of a candidate grid.
도 3을 참조하면, 후보 격자 생성부(200)는 제1 격자 벡터의 크기(L1), 제2 격자 벡터의 크기(L2) 및 제1 격자 벡터와 제2 격자 벡터 사이의 각도(θ)를 이용하여 이차원에서 가능한 프로토 타입(Proto type)의 후보 격자를 생성할 수 있다. 이때, 후보 격자는 이차원 사방정계 셀, 이차원 육방정계 셀, 이차원 정사각형 셀 및 이차원 단사정계 셀 중 적어도 하나의 격자 형태로 이루어질 수 있다. Referring to FIG. 3, the
보다 자세하게는, 후보 격자 생성부(200)는 이차원 사방정계 셀(orthorhombic cell)의 경우, 제1 격자 벡터의 크기(L1)와 제2 격자 벡터의 크기(L2)의 격자 상수(lattice constant)를 가지는 후보 격자를 생성하고, 이차원 육방정계 셀(hexagonal cell)의 경우, 제1 격자 벡터의 크기(L1)와 제2 격자 벡터의 크기(L2)의 격자 상수를 각각 가지는 2개의 후보 격자를 생성하고, 이차원 정사각형 셀(square cell)의 경우, 제1 격자 벡터의 크기(L1)와 제2 격자 벡터의 크기(L2)의 격자 상수를 각각 가지는 2개의 후보 격자를 생성하며, 이차원 단사정계 셀(monoclinic cell)의 경우, 제1 격자 벡터의 크기(L1), 제2 격자 벡터의 크기(L2) 및 제1 격자 벡터와 제2 격자 벡터 사이의 각도(θ)를 사용하여 2차원 결정 구조를 가진 후보 격자를 생성함으로써 총 6개의 후보 격자를 생성할 수 있다. 여기서, 후보 격자 생성부(200)는 상기와 같이 생성된 총 6개의 후보 격자 중에서 중복된 후보 격자는 제거할 수 있다.In more detail, in the case of a two-dimensional orthohombic cell, the
격자 공간 계산부(300)는 생성된 후보 격자의 복제 및 회전 동작을 통해 격자 공간의 해를 계산할 수 있다.The
도 4는 이차원 육방정계 후보 격자를 기반으로 한 격자 공간의 해들을 보여주는 예시도로서, 도 4를 참조하여 보다 상세하게 설명하면, 격자 공간 계산부(300)는 생성된 후보 격자와 대상 격자를 각각 n배 및 m배로 복제하여 겹치는 동작을 통해 격자 공간의 해를 계산하고, 계산된 격자 공간의 해를 만족하는 n, m을 검출할 수 있다. 즉, 격자 공간 계산부(300)는 후보 격자와 대상 격자를 각각 n배 및 m배로 복제하여 겹쳤을 경우, 복제된 두 격자간의 벡터의 크기가 같아지는 가장 작은 단위의 셀을 격자 공간(CSL: Coincidence Site Lattice)의 해로 정할 수 있다. 즉, 격자 공간의 해는 n배 복제한 후보 격자 또는 m배 복제한 격자 공간에 해당한다. 이때, 격자 공간은 주기성이 있기 때문에 격자점이 둘 이상 공유되는지로도 판단할 수 있다. 그리고 격자 공간 계산부(300)는 격자 공간의 해를 만족하는 n, m을 저장할 수 있다. 이때, n, m은 정수이며, 격자 공간의 격자 벡터가 2nm를 넘는 경우에는 해에서 제외될 수 있다.4 is an exemplary view showing solutions of a grid space based on a two-dimensional hexagonal candidate grid. Referring to FIG. 4 in more detail, the grid
그리고 격자 공간 계산부(300)는 격자 공간의 해를 만족하지 않는 후보 격자에 대해서는 미리 정해진 각도로 회전하는 동작을 통해 격자 공간의 해를 계산할 수 있다. 예컨대, 격자 공간 계산부(300)는 격자 공간의 해를 만족하지 않는 후보 격자에 대해서는 360도로 회전하여 격자 공간의 조건을 만족하는 해를 탐색하여 저장할 수 있다. In addition, the
후보 기판 소재 선별부(400)는 계산된 격자 공간의 해를 만족하는 후보 기판 소재를 선별할 수 있는데, 격자 공간 계산부(300)에서 계산된 격자 공간의 해를 만족하는 n, m의 조합을 이용하여 후보 기판 소재를 선별할 수 있다. The candidate substrate
보다 자세하게는, 후보 기판 소재 선별부(400)는 소재에 대한 정보가 저장되어 있는 데이터베이스(50)로부터 격자 공간의 해를 만족하는 n, m의 조합에 대하여 n/m×제1 벡터의 크기(L1), n/m×제2 벡터의 크기(L2)의 격자 파라미터를 가지는 물질을 검색하고, 검색된 물질들 중 2D-3D 결정관계를 만족시키는 후보 기판 소재를 선별할 수 있다. 이때, 데이터베이스(50)는 오픈소스로 공개된 소재 데이터베이스 중 API(Application Program Interface)를 지원하는 CSD, Materials Project, OQMD(Open Quantum Materials Database)가 사용될 수 있다. More specifically, the candidate substrate
그리고 후보 기판 소재 선별부(400)는 이차원 직각(orthogonal)의 경우, 3D 사방정계(Orthorhombic), 정방정계(Tetragonal)의 결정 구조만을 고려하고, 이차원 육방정계(Hexagonal)의 경우, 3D 육방정계(Hexagonal)로 결정 대칭을 한정하며, 이차원 정사각형(Square)의 경우, 3D 정육면체(Cubic) 및 3D 정방정계(Tetragonal)를 고려할 수 있으며, 이차원 단사정계(Monoclinic)의 경우 3D 삼사정계(Triclinic)와 3D 단사정계(Monoclinic)를 모두 고려할 수 있다.In addition, the candidate substrate
표면 방향 출력부(500)는 선별된 후보 기판 소재의 표면 방향을 계산할 수 있다.The surface
보다 자세하게는, 표면 방향 출력부(500)는 선별된 후보 기판 소재의 로우 인덱스 표면 벡터(low-index surface vector, hkl 평면에서 hkl이 모두 2미만인 평면)를 계산하여 입력부(100)에서 입력 받은 허용 가능한 격자 불일치 한도 범위 내에 있는 후보 기판 소재의 표면 방향을 계산할 수 있다.In more detail, the surface
출력부(600)는 선별된 후보 기판 소재 및 이의 표면 방향을 출력할 수 있다. 즉, 출력부(600)는 후보 기판 소재 및 에피택시 성장을 위한 표면 방향을 출력하여 에피택시 성장을 할 경우 격자 변형을 최소화하고 성장 효율을 높일 수 있도록 한다. 그리고 실험적 성장 또는 결정 성장 시뮬레이션에서 효과적으로 사용할 수 있다.The
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 에피택시 성장을 위한 기판 소재의 탐색 방법에 대하여 설명하도록 한다.Hereinafter, a method of searching for a substrate material for epitaxial growth according to an embodiment of the present invention will be described.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 에피택시 성장을 위한 기판 소재의 탐색 과정을 보여주는 동작 흐름도를 나타낸다.5 is a flowchart illustrating an operation of searching a substrate material for epitaxial growth according to an embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 성장 물질의 대상 격자에 대한 정보를 입력 받을 수 있다(S500). 즉, 대상 격자의 격자 벡터(in-plane lattice vector)에 대한 정보를 입력 받고, 이를 이용하여 제1 격자 벡터의 크기(L1), 제2 격자 벡터의 크기(L2) 및 제1 격자 벡터와 제2 격자 벡터 사이의 각도(θ)를 계산할 수 있다.Referring to FIG. 5, information on a target lattice of a growth material may be input (S500). That is, information on an in-plane lattice vector of the target lattice is input, and the size of the first lattice vector (L1), the size of the second lattice vector (L2), and the first lattice vector and the lattice vector are used. The angle θ between two lattice vectors can be calculated.
그리고 허용 가능한 격자 불일치 한도 범위를 더 입력 받을 수 있다. 이때, 허용 가능한 대상 격자 간의 불일치 한도 범위는 압력(strain) 및 결합 길이(bond length)를 통해 계산될 수 있다.In addition, more acceptable grid mismatch limits can be entered. At this time, the range of the limit of mismatch between the allowable target grids can be calculated through strain and bond length.
다음으로, 입력 받은 대상 격자에 대한 정보를 이용하여 후보 격자를 생성할 수 있다(S510). 즉, 제1 격자 벡터의 크기(L1), 제2 격자 벡터의 크기(L2) 및 제1 격자 벡터와 제2 격자 벡터 사이의 각도(θ)를 이용하여 이차원에서 가능한 프로토 타입(Proto type)의 후보 격자를 생성할 수 있다. 이때, 후보 격자는 이차원 사방정계 셀, 이차원 육방정계 셀, 이차원 정사각형 셀 및 이차원 단사정계 셀 중 적어도 하나의 격자 형태로 이루어질 수 있다. Next, a candidate grid can be generated using the information on the target grid received (S510). That is, the size of the first lattice vector (L1), the size of the second lattice vector (L2), and the angle between the first lattice vector and the second lattice vector (θ) of the prototype (Proto type) possible in two dimensions A candidate grid can be generated. At this time, the candidate lattice may be formed in at least one lattice form of a two-dimensional tetragonal cell, a two-dimensional hexagonal cell, a two-dimensional square cell, and a two-dimensional monoclinic cell.
보다 자세하게는, 이차원 사방정계 셀(orthorhombic cell)의 경우, 제1 격자 벡터의 크기(L1)와 제2 격자 벡터의 크기(L2)의 격자 상수(lattice constant)를 가지는 후보 격자를 생성하고, 이차원 육방정계 셀(hexagonal cell)의 경우, 제1 격자 벡터의 크기(L1)와 제2 격자 벡터의 크기(L2)의 격자 상수를 각각 가지는 2개의 후보 격자를 생성하고, 이차원 정사각형 셀(square cell)의 경우, 제1 격자 벡터의 크기(L1)와 제2 격자 벡터의 크기(L2)의 격자 상수를 각각 가지는 2개의 후보 격자를 생성하며, 이차원 단사정계 셀(monoclinic cell)의 경우, 제1 격자 벡터의 크기(L1), 제2 격자 벡터의 크기(L2) 및 제1 격자 벡터와 제2 격자 벡터 사이의 각도(θ)를 사용하여 2차원 결정 구조를 가진 후보 격자를 생성함으로써 총 6개의 후보 격자를 생성할 수 있다. 여기서, 상기와 같이 생성된 총 6개의 후보 격자 중에서 중복된 후보 격자는 제거할 수 있다.More specifically, in the case of a two-dimensional orthohombic cell, a candidate lattice having a lattice constant of a size (L1) of a first lattice vector and a size (L2) of a second lattice vector is generated, and two-dimensional In the case of a hexagonal cell, two candidate lattices each having a lattice constant of a size of the first lattice vector (L1) and a size of the second lattice vector (L2) are generated, and a two-dimensional square cell is generated. In the case of the first lattice vector, two candidate lattices each having lattice constants of the size (L1) and the second lattice vector (L2) are generated, and in the case of a two-dimensional monoclinic cell, the first lattice A total of six candidates are generated by generating a candidate lattice having a two-dimensional crystal structure using the size of the vector (L1), the size of the second lattice vector (L2), and the angle θ between the first and second lattice vectors You can create a grid. Here, among the total of six candidate lattices generated as described above, duplicate candidate lattices can be removed.
그런 후, 생성된 후보 격자의 복제 및 회전 동작을 통해 격자 공간의 해를 계산할 수 있다(S520).Then, the solution of the grid space can be calculated through the operation of cloning and rotating the generated candidate grid (S520).
보다 구체적으로는, 생성된 후보 격자와 대상 격자를 각각 n배 및 m배로 복제하여 겹치는 동작을 통해 격자 공간의 해를 계산하고, 계산된 격자 공간의 해를 만족하는 n, m을 검출할 수 있다. 즉, 후보 격자와 대상 격자를 각각 n배 및 m배로 복제하여 겹쳤을 경우, 복제된 두 격자 간의 벡터의 크기가 같아지는 가장 작은 단위의 셀을 격자 공간(CSL: Coincidence Site Lattice)의 해로 정할 수 있다. 즉, 격자 공간의 해는 n배 복제한 후보 격자 또는 m배 복제한 격자 공간에 해당한다. 이때, 격자 공간은 주기성이 있기 때문에 격자점이 둘 이상 공유되는지로도 판단할 수 있다.. 그리고 격자 공간의 해를 만족하는 n, m을 저장할 수 있다. 이때, n, m은 정수이며, 격자 공간의 격자 벡터가 2nm를 넘는 경우에는 해에서 제외될 수 있다. More specifically, the generated candidate lattice and the target lattice are duplicated by n times and m times, respectively, to calculate the solution of the lattice space through overlapping operations, and to detect n and m satisfying the calculated lattice space solution. . That is, when the candidate grid and the target grid are duplicated and overlapped by n times and m times respectively, the smallest unit cell having the same size of the vector between the two replicated grids can be defined as the solution of the grid space (CSL: Coincidence Site Lattice). have. That is, the solution of the lattice space corresponds to a candidate lattice replicated n times or a lattice space replicated m times. At this time, since the lattice space has periodicity, it can also be determined whether two or more lattice points are shared. And n and m satisfying the solution of the lattice space can be stored. At this time, n and m are integers, and may be excluded from the solution when the lattice vector of the lattice space exceeds 2 nm.
한편, 격자 공간의 해를 만족하지 않는 후보 격자에 대해서는 미리 정해진 각도로 회전하는 동작을 통해 격자 공간의 해를 계산할 수 있다. 예컨대, 격자 공간의 해를 만족하지 않는 후보 격자에 대해서는 360도로 회전하여 격자 공간의 조건을 만족하는 해를 탐색하여 저장할 수 있다. On the other hand, for a candidate grid that does not satisfy the solution of the grid space, the solution of the grid space may be calculated through an operation of rotating at a predetermined angle. For example, for a candidate grid that does not satisfy the solution of the grid space, a solution that satisfies the conditions of the grid space can be searched and stored by rotating 360 degrees.
그 다음, 계산된 격자 공간의 해를 만족하는 후보 기판 소재를 선별할 수 있다(S530). 즉, 계산된 격자 공간의 해를 만족하는 후보 기판 소재를 선별할 수 있는데, 격자 공간의 해를 만족하는 n, m의 조합을 이용하여 후보 기판 소재를 선별할 수 있다. Then, a candidate substrate material that satisfies the calculated solution of the lattice space may be selected (S530). That is, a candidate substrate material that satisfies the calculated solution of the lattice space can be selected, and a candidate substrate material can be selected using a combination of n and m that satisfies the solution of the lattice space.
보다 자세하게는, 소재에 대한 정보가 저장되어 있는 데이터베이스로부터 격자 공간의 해를 만족하는 n, m의 조합에 대하여 n/m×제1 벡터의 크기(L1), n/m×제2 벡터의 크기(L2)의 격자 파라미터를 가지는 물질을 검색하고, 검색된 물질들 중 2D-3D 결정관계를 만족시키는 후보 기판 소재를 선별할 수 있다. 이때, 데이터베이스는 오픈소스로 공개된 소재 데이터베이스 중 API(Application Program Interface)를 지원하는 CSD, Materials Project, OQMD(Open Quantum Materials Database)가 사용될 수 있다. More specifically, n / m × the size of the first vector (L1), n / m × the size of the second vector for a combination of n and m that satisfies the solution of the lattice space from a database in which information about the material is stored. A material having a lattice parameter of (L2) may be searched, and candidate substrate materials satisfying a 2D-3D crystal relationship among the searched materials may be selected. At this time, CSD, Materials Project, and Open Quantum Materials Database (OQMD), which support API (Application Program Interface), can be used as a database among open source material databases.
그리고 이차원 직각(orthogonal)의 경우, 3D 사방정계(Orthorhombic), 정방정계(Tetragonal)의 결정 구조만을 고려하고, 이차원 육방정계(Hexagonal)의 경우, 3D 육방정계(Hexagonal)로 결정 대칭을 한정하며, 이차원 정사각형(Square)의 경우, 3D 정육면체(Cubic) 및 3D 정방정계(Tetragonal)를 고려할 수 있으며, 이차원 단사정계(Monoclinic)의 경우 3D 삼사정계(Triclinic)와 3D 단사정계(Monoclinic)를 모두 고려할 수 있다.In the case of a two-dimensional orthogonal, only the crystal structures of a 3D orthogonal and a tetragonal are considered, and in the case of a two-dimensional hexagonal, the crystal symmetry is limited to a 3D hexagonal system, In the case of two-dimensional square, 3D cube and 3D tetragonal can be considered, and in the case of two-dimensional monoclinic, both 3D triclinic and 3D monoclinic can be considered. have.
그리고 선별된 후보 기판 소재의 표면 방향을 계산할 수 있다(S540).Then, the surface direction of the selected candidate substrate material may be calculated (S540).
즉, 선별된 후보 기판 소재의 로우 인덱스 표면 벡터(low-index surface vector, hkl 평면에서 hkl이 모두 2미만인 평면)를 계산하여 허용 가능한 격자 불일치 한도 범위 내에 있는 후보 기판 소재의 표면 방향을 계산할 수 있다.That is, the surface direction of the candidate substrate material within an allowable lattice mismatch limit range may be calculated by calculating a low-index surface vector (a plane in which hkl is less than 2 in the hkl plane) of the selected candidate substrate material. .
다음으로, 선별된 후보 기판 소재 및 이의 표면 방향을 출력할 수 있다(S550). 즉, 후보 기판 소재 및 에피택시 성장을 위한 표면 방향을 출력하여 에피택시 성장을 할 경우 격자 변형을 최소화하고 성장 효율을 높일 수 있도록 한다. 그리고 실험적 성장 또는 결정 성장 시뮬레이션에서 효과적으로 사용할 수 있다.Next, the selected candidate substrate material and its surface direction may be output (S550). That is, when epitaxial growth is performed by outputting a candidate substrate material and a surface direction for epitaxial growth, it is possible to minimize lattice deformation and increase growth efficiency. And it can be used effectively in experimental growth or crystal growth simulation.
한편, 전술한 본 발명에 따른 에피택시 성장을 위한 기판 소재의 탐색 장치 및 방법은 컴퓨터와 같은 장치로 구현되어 본 발명에 의한 에피택시 성장을 위한 기판 소재를 탐색할 수 있다. 또한, 각각의 기능을 수행하는 부분들을 모듈로 구성하고 그 모듈들을 결합하여 하나의 장치로 구현할 수 있다.Meanwhile, the apparatus and method for searching for a substrate material for epitaxial growth according to the present invention described above may be implemented with a device such as a computer to search for a substrate material for epitaxial growth according to the present invention. In addition, parts performing each function can be configured as a module, and the modules can be combined to be implemented as a single device.
본 발명의 실시예는 다양한 컴퓨터로 구현되는 동작을 수행하기 위한 프로그램 명령을 포함하는 컴퓨터로 읽을 수 있는 매체를 포함한다. 이 매체는 앞서 설명한 에피택시 성장을 위한 기판 소재의 탐색 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한다. 이 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 이러한 매체의 예에는 하드디스크, 플로피디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD 및 DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 자기-광 매체, 롬, 램, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 구성된 하드웨어 장치 등이 있다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.Embodiments of the present invention include a computer-readable medium including program instructions for performing various computer-implemented operations. This medium records a program for executing the method of searching for a substrate material for epitaxy growth described above. The medium may include program instructions, data files, data structures, or the like alone or in combination. Examples of such media include hard disks, magnetic media such as floppy disks and magnetic tapes, optical recording media such as CDs and DVDs, program instructions such as floptical disks and magnetic-optical media, ROM, RAM, flash memory, etc. And hardware devices configured to store and perform them. Examples of program instructions include high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter, etc., as well as machine language codes produced by a compiler.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concept of the present invention defined in the following claims are also provided. It belongs to the scope of rights.
1: 에피택시 성장을 위한 기판 소재의 탐색 장치
100: 입력부
200: 후보 격자 생성부
300: 격자 공간 계산부
400: 후보 기판 소재 선별부
500: 표면 방향 계산부
600: 출력부1: Substrate material search device for epitaxy growth
100: input
200: candidate grid generator
300: grid space calculation unit
400: candidate substrate material selector
500: surface direction calculator
600: output
Claims (21)
상기 성장 물질의 대상 격자에 대한 정보를 입력 받는 입력부;
상기 입력 받은 대상 격자에 대한 정보를 이용하여 후보 격자를 생성하는 후보 격자 생성부;
상기 생성된 후보 격자의 복제 및 회전 동작을 통해 격자 공간의 해를 계산하는 격자 공간 계산부;
상기 계산된 격자 공간의 해를 만족하는 후보 기판 소재를 선별하는 후보 기판 소재 선별부; 및
상기 선별된 후보 기판 소재의 표면 방향을 계산하는 표면 방향 계산부
를 포함하는 에피택시 성장을 위한 기판 소재의 탐색 장치.In the apparatus for searching the material of the substrate for epitaxial growth with a given growth material,
An input unit that receives information on a target grid of the growth material;
A candidate grid generator for generating a candidate grid using information on the received target grid;
A grid space calculator that calculates a solution of the grid space through the operation of cloning and rotating the generated candidate grid;
A candidate substrate material selection unit for selecting a candidate substrate material that satisfies the calculated grid space solution; And
Surface direction calculation unit for calculating the surface direction of the selected candidate substrate material
Search device for a substrate material for epitaxial growth comprising a.
상기 후보 격자 생성부는,
상기 대상 격자의 제1 격자 벡터의 크기(L1), 제2 격자 벡터의 크기(L2) 및 제1 격자 벡터와 제2 격자 벡터 사이의 각도(θ)를 이용하여 상기 후보 격자를 생성하는 에피택시 성장을 위한 기판 소재의 탐색 장치.In claim 1,
The candidate grid generation unit,
Epitaxy for generating the candidate grid using the size (L1) of the first grid vector of the target grid, the size (L2) of the second grid vector, and the angle (θ) between the first and second grid vectors. Search device for substrate material for growth.
상기 후보 격자는,
이차원의 프로토 타입(Proto type)으로 이루어지는 에피택시 성장을 위한 기판 소재의 탐색 장치.In claim 2,
The candidate grid,
A substrate material searching device for epitaxial growth consisting of a two-dimensional prototype.
상기 후보 격자 생성부는,
이차원 사방정계 셀, 이차원 육방정계 셀, 이차원 정사각형 셀 및 이차원 단사정계 셀 중 적어도 하나의 격자 형태로 상기 후보 격자를 생성하는 에피택시 성장을 위한 기판 소재의 탐색 장치.In claim 3,
The candidate grid generation unit,
A device for searching for substrate material for epitaxial growth that generates the candidate lattice in a lattice form of at least one of a two-dimensional tetragonal cell, a two-dimensional hexagonal cell, a two-dimensional square cell, and a two-dimensional monoclinic cell.
상기 후보 격자 생성부는,
상기 이차원 사방정계 셀(orthorhombic cell)의 경우, 상기 제1 격자 벡터의 크기(L1)와 상기 제2 격자 벡터의 크기(L2)의 격자 상수(lattice constant)를 가지는 후보 격자를 생성하고,
상기 이차원 육방정계 셀(hexagonal cell)의 경우, 상기 제1 격자 벡터의 크기(L1)와 상기 제2 격자 벡터의 크기(L2)의 격자 상수를 각각 가지는 복수 개의 후보 격자를 생성하고,
상기 이차원 정사각형 셀(square cell)의 경우, 상기 제1 격자 벡터의 크기(L1)와 상기 제2 격자 벡터의 크기(L2)의 격자 상수를 각각 가지는 복수 개의 후보 격자를 생성하며,
상기 이차원 단사정계 셀(monoclinic cell)의 경우, 상기 제1 격자 벡터의 크기(L1), 상기 제2 격자 벡터의 크기(L2) 및 상기 제1 격자 벡터와 제2 격자 벡터 사이의 각도(θ)를 사용하여 2차원 결정 구조를 가지는 후보 격자를 생성하는 에피택시 성장을 위한 기판 소재의 탐색 장치.In claim 4,
The candidate grid generation unit,
In the case of the two-dimensional orthohombic cell, a candidate lattice having a lattice constant of a size (L1) of the first lattice vector and a size (L2) of the second lattice vector is generated,
In the case of the two-dimensional hexagonal cell, a plurality of candidate lattices each having a lattice constant of the size (L1) of the first lattice vector and the size (L2) of the second lattice vector are generated,
In the case of the two-dimensional square cell, a plurality of candidate lattices each having a lattice constant of the size of the first lattice vector (L1) and the size of the second lattice vector (L2) are generated,
In the case of the two-dimensional monoclinic cell, the size (L1) of the first lattice vector, the size (L2) of the second lattice vector, and the angle (θ) between the first lattice vector and the second lattice vector A device for searching a substrate material for epitaxial growth to generate a candidate lattice having a two-dimensional crystal structure using.
상기 격자 공간 계산부는,
상기 생성된 후보 격자와 상기 대상 격자를 각각 n배 및 m배로 복제하여 겹치는 동작을 이용하여 상기 격자 공간의 해를 계산하고,
상기 계산된 격자 공간의 해를 만족하는 n, m을 검출하는 에피택시 성장을 위한 기판 소재의 탐색 장치.In claim 2,
The grid space calculation unit,
Calculate the solution of the grid space by using the overlapping operation by duplicating the generated candidate grid and the target grid by n times and m times, respectively.
A device for searching a substrate material for epitaxial growth that detects n and m that satisfy the solution of the calculated lattice space.
상기 격자 공간 계산부는,
상기 계산된 격자 공간의 해를 만족하지 않는 후보 격자에 대하여 미리 정해진 각도로 회전하는 동작을 통해 상기 격자 공간의 해를 계산하는 에피택시 성장을 위한 기판 소재의 탐색 장치.In claim 6,
The grid space calculation unit,
A device for searching for substrate material for epitaxial growth that calculates the solution of the grid space through an operation of rotating at a predetermined angle with respect to a candidate grid that does not satisfy the calculated solution of the grid space.
상기 후보 기판 소재 선별부는,
상기 계산된 격자 공간의 해를 만족하는 n, m의 조합을 이용하여 상기 후보 기판 소재를 선별하는 에피택시 성장을 위한 기판 소재의 탐색 장치.In claim 7,
The candidate substrate material selection unit,
A device for searching for a substrate material for epitaxy growth, which selects the candidate substrate material using a combination of n and m that satisfy the solution of the calculated lattice space.
상기 입력부는,
허용 가능한 격자 불일치 한도 범위를 더 입력 받는 에피택시 성장을 위한 기판 소재의 탐색 장치.In claim 1,
The input unit,
A device for searching substrate material for epitaxial growth that further receives an acceptable range of lattice mismatch limits.
상기 표면 방향 계산부는,
상기 선별된 후보 기판 소재의 로우 인덱스 표면 벡터를 계산하여 상기 입력 받은 허용 가능한 격자 불일치 한도 범위 내에 있는 상기 후보 기판 소재의 표면 방향을 계산하는 에피택시 성장을 위한 기판 소재의 탐색 장치. In claim 9,
The surface direction calculation unit,
A device for searching for substrate material for epitaxy growth that calculates a surface index of the candidate substrate material within a range of the allowable lattice mismatch limit by calculating a low index surface vector of the selected candidate substrate material.
상기 성장 물질의 대상 격자에 대한 정보를 입력 받는 단계;
상기 입력 받은 대상 격자에 대한 정보를 이용하여 후보 격자를 생성하는 단계;
상기 생성된 후보 격자의 복제 및 회전 동작을 통해 격자 공간의 해를 계산하는 단계;
상기 계산된 격자 공간의 해를 만족하는 후보 기판 소재를 선별하는 단계; 및
상기 선별된 후보 기판 소재의 표면 방향을 계산하는 단계
를 포함하는 에피택시 성장을 위한 기판 소재의 탐색 방법.A method of searching for a material of a substrate for epitaxial growth with a given growth material,
Receiving information on a target grid of the growth material;
Generating a candidate grid using information on the received target grid;
Calculating a solution of the grid space through the operation of cloning and rotating the generated candidate grid;
Selecting a candidate substrate material that satisfies the calculated solution of the lattice space; And
Calculating a surface direction of the selected candidate substrate material
Search method of a substrate material for epitaxial growth comprising a.
상기 후보 격자 생성 단계는,
상기 대상 격자의 제1 격자 벡터의 크기(L1), 제2 격자 벡터의 크기(L2) 및 제1 격자 벡터와 제2 격자 벡터 사이의 각도(θ)를 이용하여 상기 후보 격자를 생성하는 에피택시 성장을 위한 기판 소재의 탐색 방법.In claim 11,
The candidate grid generation step,
Epitaxy for generating the candidate grid using the size (L1) of the first grid vector of the target grid, the size (L2) of the second grid vector, and the angle (θ) between the first and second grid vectors. Method of searching for substrate material for growth.
상기 후보 격자는,
이차원의 프로토 타입(Proto type)으로 이루어지는 에피택시 성장을 위한 기판 소재의 탐색 방법.In claim 12,
The candidate grid,
Method of searching for substrate material for epitaxial growth consisting of a two-dimensional prototype.
상기 후보 격자 생성 단계는,
이차원 사방정계 셀, 이차원 육방정계 셀, 이차원 정사각형 셀 및 이차원 단사정계 셀 중 적어도 하나의 격자 형태로 상기 후보 격자를 생성하는 에피택시 성장을 위한 기판 소재의 탐색 방법.In claim 13,
The candidate grid generation step,
A method of searching for a substrate material for epitaxial growth that generates the candidate lattice in a lattice form of at least one of a two-dimensional tetragonal cell, a two-dimensional hexagonal cell, a two-dimensional square cell, and a two-dimensional monoclinic cell.
상기 후보 격자 생성 단계는,
상기 이차원 사방정계 셀(orthorhombic cell)의 경우, 상기 제1 격자 벡터의 크기(L1)와 상기 제2 격자 벡터의 크기(L2)의 격자 상수(lattice constant)를 가지는 후보 격자를 생성하고,
상기 이차원 육방정계 셀(hexagonal cell)의 경우, 상기 제1 격자 벡터의 크기(L1)와 상기 제2 격자 벡터의 크기(L2)의 격자 상수를 각각 가지는 복수 개의 후보 격자를 생성하고,
상기 이차원 정사각형 셀(square cell)의 경우, 상기 제1 격자 벡터의 크기(L1)와 상기 제2 격자 벡터의 크기(L2)의 격자 상수를 각각 가지는 복수 개의 후보 격자를 생성하며,
상기 이차원 단사정계 셀(monoclinic cell)의 경우, 상기 제1 격자 벡터의 크기(L1), 상기 제2 격자 벡터의 크기(L2) 및 상기 제1 격자 벡터와 제2 격자 벡터 사이의 각도(θ)를 사용하여 2차원 결정 구조를 가지는 후보 격자를 생성하는 에피택시 성장을 위한 기판 소재의 탐색 방법.In claim 14,
The candidate grid generation step,
In the case of the two-dimensional orthohombic cell, a candidate lattice having a lattice constant of a size (L1) of the first lattice vector and a size (L2) of the second lattice vector is generated,
In the case of the two-dimensional hexagonal cell, a plurality of candidate lattices each having a lattice constant of the size (L1) of the first lattice vector and the size (L2) of the second lattice vector are generated,
In the case of the two-dimensional square cell, a plurality of candidate lattices each having a lattice constant of the size of the first lattice vector (L1) and the size of the second lattice vector (L2) are generated,
In the case of the two-dimensional monoclinic cell, the size (L1) of the first lattice vector, the size (L2) of the second lattice vector, and the angle (θ) between the first lattice vector and the second lattice vector A method of searching for a substrate material for epitaxial growth to generate a candidate lattice having a two-dimensional crystal structure using.
상기 격자 공간 계산 단계는,
상기 생성된 후보 격자와 상기 대상 격자를 각각 n배 및 m배로 복제하여 겹치는 동작을 이용하여 상기 격자 공간의 해를 계산하고,
상기 계산된 격자 공간의 해를 만족하는 n, m을 검출하는 에피택시 성장을 위한 기판 소재의 탐색 방법.In claim 12,
The grid space calculation step,
Calculate the solution of the grid space using the overlapping operation of duplicating the generated candidate grid and the target grid by n times and m times, respectively,
A method of searching for a substrate material for epitaxial growth that detects n and m that satisfy the solution of the calculated lattice space.
상기 격자 공간 계산 단계는,
상기 계산된 격자 공간의 해를 만족하지 않는 후보 격자에 대하여 미리 정해진 각도로 회전하는 동작을 통해 상기 격자 공간의 해를 계산하는 에피택시 성장을 위한 기판 소재의 탐색 방법.In claim 16,
The grid space calculation step,
A method of searching for a substrate material for epitaxy growth that calculates a solution of the grid space through an operation of rotating at a predetermined angle with respect to a candidate grid that does not satisfy the calculated solution of the grid space.
상기 후보 기판 소재 선별 단계는,
상기 계산된 격자 공간의 해를 만족하는 n, m의 조합을 이용하여 상기 후보 기판 소재를 선별하는 에피택시 성장을 위한 기판 소재의 탐색 방법.In claim 17,
The candidate substrate material selection step,
A method of searching for a substrate material for epitaxial growth in which the candidate substrate material is selected using a combination of n and m that satisfies the calculated solution of the lattice space.
상기 입력 단계는,
허용 가능한 격자 불일치 한도 범위를 더 입력 받는 에피택시 성장을 위한 기판 소재의 탐색 방법.In claim 11,
The input step,
A method of searching for substrate material for epitaxial growth that further enters the allowable lattice mismatch limit range.
상기 표면 방향 계산 단계는,
상기 선별된 후보 기판 소재의 로우 인덱스 표면 벡터를 계산하여 상기 입력 받은 허용 가능한 격자 불일치 한도 범위 내에 있는 상기 후보 기판 소재의 표면 방향을 계산하는 에피택시 성장을 위한 기판 소재의 탐색 방법. In claim 19,
The surface direction calculation step,
A method of searching for a substrate material for epitaxy growth by calculating a low index surface vector of the selected candidate substrate material to calculate a surface direction of the candidate substrate material within a range of the received allowable lattice mismatch.
상기 성장 물질의 대상 격자에 대한 정보를 입력 받는 단계;
상기 입력 받은 대상 격자에 대한 정보를 이용하여 후보 격자를 생성하는 단계;
상기 생성된 후보 격자의 복제 및 회전 동작을 통해 격자 공간의 해를 계산하는 단계;
상기 계산된 격자 공간의 해를 만족하는 후보 기판 소재를 선별하는 단계; 및
상기 선별된 후보 기판 소재의 표면 방향을 계산하는 단계
를 포함하는 에피택시 성장을 위한 기판 소재의 탐색 방법을 구현하기 위한 프로그램을 기록한 기록매체.In the recording medium recording a program for implementing a method of searching the material of the substrate for epitaxial growth with a given growth material,
Receiving information on a target grid of the growth material;
Generating a candidate grid using information on the received target grid;
Calculating a solution of the grid space through the operation of cloning and rotating the generated candidate grid;
Selecting a candidate substrate material that satisfies the calculated solution of the lattice space; And
Calculating a surface direction of the selected candidate substrate material
A recording medium recording a program for implementing a method of searching for a substrate material for epitaxial growth comprising a.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180169935A KR102098572B1 (en) | 2018-12-26 | 2018-12-26 | Substrate Material Searching Apparatus and Method for Epitaxy Growth and Record Media Recorded Program for Realizing the Same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180169935A KR102098572B1 (en) | 2018-12-26 | 2018-12-26 | Substrate Material Searching Apparatus and Method for Epitaxy Growth and Record Media Recorded Program for Realizing the Same |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR102098572B1 true KR102098572B1 (en) | 2020-04-08 |
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ID=70275524
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020180169935A KR102098572B1 (en) | 2018-12-26 | 2018-12-26 | Substrate Material Searching Apparatus and Method for Epitaxy Growth and Record Media Recorded Program for Realizing the Same |
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR20020013197A (en) | 2000-08-11 | 2002-02-20 | 윤종용 | Selective epitaxial growth method in semiconductor device |
| JP2002321996A (en) * | 2001-04-27 | 2002-11-08 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | Pseudo alignment epitaxial growth substrate cut out of crystal main axis |
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-
2018
- 2018-12-26 KR KR1020180169935A patent/KR102098572B1/en active IP Right Grant
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