[공학]CVD

소개

CVD에 대해서 서술식으로 자세하게 정리해놓은 것입니다.

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본문내용

CVD에 해당하는 증착법에는 MOCVD (Metal-Organic Chemical Vapor Deposition), HVPE (Hydride Vapor Phase Epitaxy) 등이 있다. CVD는 PVD 처럼 원료물질을 일단 기체상태로 운반하나 원료물질들이 기판의 표면에서 화학반응을 일으킨다. 대표적인 CVD 증착물질인 GaN의 경우에는 MOCVD 법을 이용할 때 TMGa라는 Ga에 methyl기를 붙인 물질을 수송기체에 실어보내고 한 쪽에서는 암모니아 (NH3)를 불어넣어서 기판의 표면에서 TMGa의 Ga과 NH3의 N이 반응하여 GaN을 만들어내게 되는데 이런 화학반응을 일으키려면 대개 1000도를 상회하는 고온을 요구한다. CVD법으로 증착할 때 물질에 따로 다소 저온도 가능하지만 이 저온이란 것도 CVD에서는 500도 정도를 저온이라고 지칭한다. 반면에 PVD에서는 가열이 없이도 증착이 가능하지요. 대신 상압에서도 증착이 가능하다.
간단하게 말하면, CVD법은 기판에 증착될 때 원료물질들이 PVD처럼 들러붙는다기 보다는 화학반응을 일으켜서 고체 상태로 변화하는 것이다.
PVD와 CVD 모두 반도체 공정이나 기타 산업에 많이 이용되는데 대개 PVD는 고품질의 박막이나 나노구조를 만들 때 쓰이지만 진공이 필요하므로 장비가 고가이며 증착속도가 느리고 CVD는 넓은 면적에 빠른 속도로 박막이나 나노구조를 증착시킬 때 사용한다. CVD도 PVD 못지 않은 품질을 구현할 때도 있지만 일반적으로 PVD가 장비만 완성되면 고품질의 증착면을 얻을 수 있다.
CVD에 있어서 석출형태와 증착반응은 금속표면에서의 피막의 생성반응은 CVD로는 확산해 오는 기체분자가 경계 확산층을 통과해 서 기판표면상의 접촉반응에 의해 일어날 필요가 있다. 만약 기상 중에서 반응이 일어나면 분말이 생성한다.
한편 온도가 저온이면, 원료가스의 분자는 충분하지만 반응속도가 늦기대 문에 석출속도가 늦어, 가스의 반응속도에 지배된다. 이 단계에서는 화학결합의 형상이 늦고, 결정격자에의 짜임이 불완전한체 응집하면 비정질의 피막이 된다.
겨우 고온이 되면 결 정핵의 형성이 가능해져, 미립다결정피막이 형성되어, 이 피막은 거시적으로 등방성의 피막 이 된다.

참고자료

· 없음