[반도체]CVD 화학증착

소개

화학증착 CVD의 이론 설명과 <>

목차

화학증착의 개요
CVD법을 이용한 탄소나노튜브 공정법
1. 실험목적
2. 이론적 배경
3. 장치에 대한 원리와 방법
4. 코팅과정과 반응장치

본문내용

CVD(화학증착)는 Pack cementation, Thermal CVD, 플라즈마 CVD로 크게 나눌 수 있다. CVD의 기본 원리는 증착하고자 하는 물질을 함유하는 반응가스를 반응조에 도입하여 가열된 기판 표면에서 열분해를 일으키도록 함으로써 원하는 물질을 증착하는 것이다.

예를 들면 Si 증착의 경우에는 SiCl4(사염화규소)를, Ti증착의 경우에는 TiCl4(사염화티탄)를 반응 가스로 사용한다. 반응가스의 원활한 이송을 위해서 N2, H2등을 이송 매개로 이용하는데 이를 Carrier gas라고 한다. CVD에서는 필연적으로 반응가스가 분해되어 증착막이 형성되는 화학반응이 수반되면 반응 환경에 따라서 지배적으로 일어나는 화학반응이 달라질 수 있다. 이때 가장 중요한 반응환경은 기판의 가열온도이다. 이와 같이 화학반응을 제어하는 인자로서 기판의 온도를 이용하는 것이 Thermal CVD이다. Thermal CVD는 대부분의 경우 700~1200‘c 정도의 대단히 놉은 온도를 필요로 하므로, 앞에서도 언급한 바와 같이, 적용할 수 있는 소재에 큰 제약이 따른다. Thermal CVD로도 TiN(질화티타늄)과 같은 초경피막을 우수한 품질로 제조할 수 있지만 높은 반응온도로 인하여 기계적 성질이 변화되는 철강류의 소재에는 적용하기 곤란하다.

PVD에서와 마찬가지로 Thermal CVD의 이러한 한계를 극복하기 위한 기술로서 플라즈마의 응용이 전안되었다. 초기의 플라즈마 CVD(Plasma - assisted CVD, 이하 PACVD)는 PAPVD의 경우와 마찬가지로 특별한 도구 없이 손쉽게 얻을 수 있는 글로 방전 플라즈마를 이용하였다.

PACVD에서의 플라즈마의 가장 중요한 역할은 낮은 온도에서 반응가스를 분해시키는 것이다. 열역학적으로 안정한 상태에 있는 반응가스 분자가 플라즈마의 중의 전자와 충돌하여 그 운동량 전달로 인하여 분해되는 것이다. 플라즈마 중에서 반응가스의 분해는 대단히 활발하게 일어나서, 그 분해율은 일반적으로 10~100%에 달한다.

PACVD 기술은 Thermal CVD에서의 1000‘c 이상에서 가능했던 공정을 500’c 이하에서 가능하게 함으로써 PAPVD와의 경쟁이 가능하게 되었다. 또한 PAPVD에서와 마찬가지로 플라즈마의 효율을 높이기 위해서 여러 가지 다양한 형태의 플라즈마 소스를 적용하기 위한 연구가 활발히 이루어져 왔다. 최근에는 GHz영역의 Microwave를 이용해서 플라즈마를 발생시키는 소위 Microwave CVD기술이 DLC(Diamond - like carbon), c-BN 등의 박막 증착에 활용되고 있다.

참고자료

· 없음