나노공정 화학기상증착
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- 용어
- 화학기상증착
- 요약
- 반응기에 주입된 기체들이 가열된 기판 위에서 화학반응을 통해 박막을 형성하는 공정으로 반도체(Si, GaAs, SiC), 절연막(SiO2, Si3N4), 금속박막(W, Al), 유기박막등의 박막을 형성하는 대표적인 방법
- 참고문헌
- - Milton Ohring The materials science of thin films, Academic Press(NY) (1992)
- A. A. Elshabini and D. D. Barlow, Thin film technology handbook, Mcgraw-Hill(NY) (1997) - 분류
- 나노공정 > 나노물질제조공정
본문
화학기상증착(CVD)법은 원하는 물질을 포함하고 있는 기체 상태의 원료가스가 반응기 안으로 주입되면 열이나 플라즈마 등으로부터 에너지를 받게 되어 분해되는데, 이때 원하는 물질이 기판 위에 도달하여 막을 형성하는 기술이다.CVD는 크게 가스배분장치, 반응기, 펌프장치로 구성된다. CVD는 반응기의 압력, 화학반응의 에너지원, 반응기벽의 온도, 반응온도, 반응기의 형상, 반응원료에 따라 다양하게 분류되어진다. 보통의 CVD 공정에서는, 상온의 반응기체(일반적으로 이송기체에 의해 농도가 낮아진다)가 반응챔버내로 유입된다. 이 기체 혼합물은 증착표면에 이르기 까지 가열되고, 대류 또는 증착표면의 가열에 의해 계속 열을 공급받는다. 여러 가지 공정 조건에 따라서 반응기체는 증착 표면에 이르기 전에 기상에서 동종반응(homogeneous reaction)을 일으키기도 한다. 증착표면 근처에서는 기체흐름이 가열되고, 점성에 의해 속도가 떨어지며, 조성의 변화가 생기기 때문에 열, 운동량, 화학조성의 경계층이 형성된다. 도입기체 또는 반응중간체(기상 열분해에서 생긴)는 증착표면에서 이종반응(heterogeneous reaction)을 일으키고 이로 인해 박막이 형성되게 된다. 이어서 기상의 부산물들은 반응챔버를 빠져나간다.
CVD의 장점으로는 ① 저온공정, ② 불순물의 분포와 농도 조절가능, ③ 두께 조절가능(수∼ 수십nm), ④ 열역학적 평형반응에 가까움, ⑤ 반응가스 선택 가능, ⑥ 절연체위에도 증착가능, ⑦ 대량 생산 가능, ⑧ Step coverage가 좋음, ⑨ 기판의 in-situ etching이 가능하다는 것이다. 단점으로는 ① 반응 변수가 많음, ② 위험한 가스의 사용, ③ 장치가 복잡하다는 것이다.
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