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Scrubber 기본 개념

Scrubber 기 초 교육Contents - Scrubber 개념 - 반도체 사용가스의 이해 - Scrubber 동향 - Scrubber 종류 - Scrubber System concept - Scrubber Basic System1. POU (Point of Use) Scrubber 목적 1. Pump 후단 1 차 Scrubber(POU), Exhaust Duct, 배기 FAN, 2 차 Scrubber (House , 옥상 ) 까지 를 배기 시스템이라 함 . 2. Exhaust Bay Duct 는 Acid, Alkali, PFC, 일반배기 , 열배기 등으로 계통을 분리 하고 , 각각의 2 차 Scrubber 에서 처리 배출함 . Pump Precursor Delivery System POU Scrubber Bay duct 열배기 PFC 배기 Blower 2 차 옥상 Scrubber (HOUSE SCR`) 대기 배출 Main Tool Scrubber 개념 반도체 공정 중 발생되는 각종 Gas 는 , 유해성 / 폭발성 / 부식성이 강한 환경 물질이거나 분해가 쉽지 않은 파우더로 구성- Scrubber 는 보건 / 안전 / 환경문제로 인한 생산중단을 줄이기 위한 목적으로 설치 대기 대기 VOC Scr’ WET Scr’ PHOTO ETCH CVD DIFF, IIP POU Scr’ 폐수처리장 Main Scrubber 부하 감소 Duct 내부 폭발 및 부식 방지 Duct 내부 Powder 적체 방지 Scrubber 개념- 반도체 산업에서 사용되는 Scrubber 란 반도체 제조 공정 중 에 발생하는 독성 및 부식성 가스 (Cl2, HCl, BCl3, HBr), 가연성 가스 (SiH4, SiH6, DCS, AsH3, PH3), 환경유해 가스 (PFC 계 : CF4, SF6, NF3, F2) 등 을 안전하게 처리하여 대 기로 배출하는 장치이다 . 1 . Scrubber 정의 2 . Scrubber 공정도 Wet Scrubbing CF4 WF6 SiH4 NF3 PH3 BC 이롭다 . 공 정 GAS DIFFUSION LP CVD CVD DRY ETCH ION IMP HCl, H 2 , O 2 , N 2 , PoCl 3 SiH 4 , SiH 2 Cl 2 , NH 3 , N 2 O 2 , N 2 SiH 4 , B 2 H 6 , PH 3 , WF 6 , SiH 2 Cl 2 , O 2 , N 2 , C 2 , F 2 , HF He, NF 3 , BCl 3 , HBr, Cl2, CH 2 Cl, CHF 3 , C 2 F 6 , CF 4 , HCl, SF6, SiCl 4 등 AsH 3 , PH 3 , BF 3 위험성 GAS 질식성 지연성 가연성 폭발성 독 성 부식성 악 취 Ar, N 2 , CO 2 , He O 2 , N 2 O, Air AsH 3 , PH 3 , SiH 4 , B 2 H 4 , SiH 2 Cl 2 , H 2 , CO 2 CH 4 , C 2 H 2 , H 2 S AsH 3 , B 2 H 6 , PH 3 , SiH 4 , BF 3 , NH 3 , CO, Cl 2 , HCl, BCl 2 , PCl 3 , SiCl 4 NH 3 , HCl, Cl 2 , H 2 S, BF 3 , BCl 3 , PCl 3 , SnCl 4 , SiCl 4 , HBr N 2 O, H 2 S, Cl 2 , NH 3 , HCl , BF 3 - 위험성의 종류에 의한 Gas 의 분류 ※ 자연 발화성 GAS : SiH 4 , PH 3 , B 2 H 6 , AsH 3 , GeH 4 , SeH 4 , SiH 2 Cl 2 적색 : Powder 생성 청색 : 수용성 가스 반도체 사용가스의 이해2 . 반도체 Gas 의 반응성 반도체 사용가스의 이해3-1. 주요 Gas 의 이론 분해온도 ( 온실가스 ) CF4 500sccm C2F6 500sccm SF6 500sccm NF3 500sccm 반도체 사용가스의 이해3-2 . 주요 Gas 의 이론 분해온도 ( 가연성가스 ) SiH4 500sccm PH3 500sccm CH4 500sccm 자연발화온도 -. SiH4 : -50℃ - 공정 ( LG, SDC 사용 ) 전 공 정 Etch, Diff, CVD Scrubber 동향 2020 년 이후 2022 년 ~ 현재 SK Hynix SEC 메모리 SEC 파운드리 ( 촉매 )Scrubber 종류 전력 사용량 적음 ( 유지 비용이 저렴 ), 저가의 설비 가격 . PFC Gas 처리가 안됨 ( 수용성 가스만 처리 가능 ) 장＊단점 비표면적을 극대화 packing materials 를 내부에 충진 상부에서 지속적으로 물을 분사하여 기체를 씻어냄 가장 일반적인 Scrubber 의 형태 액상과 기상의 접촉 비표면적을 기액 물질 전달율 (Mass transfer rate) 을 증가시켜 처리효율 향상 처리원리 Outlet Inlet Water tank - Wet Scrubber 초기 Etch 공정 적용Scrubber 종류 - Dry Scrubber 운영관리 편리 함 . 장비 Trouble 발생율 낮음 . 주기적으로 흡착 , 흡수제 교환 ( 유지비용 높음 ) Powder Issue 공정 적용 불가능 장＊단점 비표면적을 극대화한 흡착제 또는 흡수제 충진 Gas 와 흡착 , 흡수제를 통과하면서 반응 CO2,H2O 형태로 산화되어 배출 또는 흡착제 내부로 흡착 제거됨 처리원리 Outlet Inlet 초기 반도체 Etch 및 Ion Implant 공정 일부 적용Scrubber 종류 - Burn-Wet Scrubber 모든 가스 처리 가능 ( 운영조건에 따라 각종 PFC gas 처리 가능 ) 다소 높은 운영비와 System 가격 LNG 와 O2 Utility 가 필요 NOx 배출 장＊단점 LNG 와 O2 를 이용하여 대상 물질 연소 B/W 에서의 지배적인 화학반응은 연소 (combustions ) 처리원리 Outlet Wet SCR` Inlet Burning chamber Water tank 반도체 , LCD, LED, OLED 대부분의 공정에 적용Scrubber 종류 - Plasma Wet Scrubber B/W 에 비해 낮은 설치비 (LNG UT line 없음 공정 일부 적용Scrubber 종류 - Heat wet Heat Catalyst wet Scrubber 다른 타입 대비 저렴한 가격 NF3 이외에 PFC gas 기본적으로 처리 불가능 PM 시간이 김 (Heating 및 Cooling Time 필요 ) 장＊단점 고온의 Heater 를 이용하여 공정 gas 의 온도를 상승시켜 , 대상 물질을 열분해 (pyrolysis) 또는 O2 를 공급하여 산화 (oxidation) 시켜 처리 . 후단의 Wet Scrubbing 으로 수용성 Gas 를 처리함 처리원리 Outlet Wet SCR` Inlet Heating chamber Water tank Outlet Wet SCR` Inlet Heat catalyst chamber Water tank catalyst Pallring 다른 타입 대비 저렴한 가격 촉매의 운영 이슈 해결 필요 (Powder 의 영향성 ) PM 시간이 김 (Heating 및 Cooling Time 필요 ) 장＊단점 통상 중저온의 Heater 를 이용하여 촉매 반응 온도 수준까지 공정 gas 의 온도를 상승 , 대상 물질 분해의 활성화 에너지를 낮춰주는 촉매와 함께 반응 유도 . 이외 후단의 Wet Scrubbing 으로 수용성 Gas 를 처리함 처리원리 LCD 외 대부분의 CVD 공정 적용 (Heat Type)Scrubber System concept Scrubber 는 크게 2 가지 형태로 분류된다 . - Flame zone : Process gas 들을 Burn 이나 Plasma 를 직접 반응시켜 처리 해준다 .(Heat_ 간접가열 ) - Wet zone 1) Reactor/quench 2) Water Tank 3) Packed Tower or Wet Tower : Flame zone 에서 발생되는 수용성 부산물들을 물로 제거 해준다 . Wet Tower Reactor/ Quench Flame zone Water Tank 17 Scrubber Basic System Flame Zone 은 Bue zone 에서 열분해로 인해 새로운 부산물들이 만들어 진다 .  Flame Zone 에서 발생되는 부산물 - Acid/ HF,HCl 계열의 가스들 - S iO2, WO3, etc .. Powder 물질 Process Gas LNG, O2, etc Or Plasma (N2) 18 Scrubber System_Flame zone Reactor/Quench – First Wet Zone - Flame Zone 에서 발생되는 부산물들은 Outlet Duct 의 배기압에 의해 아래로 이동하게 된다 . - Water Spray : Flame Zone 의 열기를 냉각한다 . 80 ℃ : Process Gas 로 인해 발생되는 Acid/ HF,HCl 계열 gas 와 Powder 부산물들을 1 차 수처리 해준다 .  Water Tank 로 Acid/ HF,HCl 계열 및 Powder 들을 이동시킨다 . LNG, O2, etc Or Plasma (N2) Water 19 Scrubber System_Weir /Quench Wet tower – Second Wet Zone - Packing 이 채워지고 그 위에서 물이 뿌려지는 형상이 가장 기본적인 형태이다 . (Process Gas 의 형태에 따라 이류체노즐이나 제습기 등등 추가 Option 이 적용된다 .) 부산물 가스는 Packing 을 통과하며 지나간다 . 물분사를 통해 Acid/ HF,HCl 부산물들은 용해되며 Water Tank zone 으로 내려가 Drain 된다 . 2 차 수처리 된 가스들은 외부 Duct 로 배출되게 된다 . Process Gas LNG, O2, etc Or Plasma (N2) Water Exhaust Gas 20 Scrubber System_Packed Tower Water Tank 는 스크러버에 사용되는 물을 저장하기 위한 역할을 한다 . - Tank 의 물은 깨끗한 시수로 채운다 . : 운영 중 오염된 물이 배출되면 일정한 간격으로 시수를 채운다 . - 순환수로 사용 Reactor

학교/교육| 2025.06.11| 22페이지| 10,000원| 조회(95)

반도체, scrubber, 스크러버, 가스처리, Abatement

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이차전지

..PAGE:1이 차 전 지( Secondary cell )*..PAGE:2▣ 목 차1. 이차전지의 개념과 원리2. 이차전지의 제조 공정3. 이차전지 물질4. 참고 자료..PAGE:31. 이차전지의 개념과 원리..PAGE:4▣ 이차전지이차전지란 화확에너지를 전기에너지로 변환하는 방전과 전기에너지를 화학에너지로 변환하는 충전과정을 통하여반복적인 사용이 가능한 전지로써, 내재된 전기에너지를 모두 사용하면 더 이상 재사용이 불가능하여 폐기되어야 하는 1차전지와 달리 재충전이 가능하여 반복해 사용할 수 있는 전지를 말한다.전지의 4대 구성요소.① 양극(cathode) : 외부 도선으로부터 전자를 받아 양극 활물질이 환원되는 전극임.② 음극(anode) : 음극 활물질이 산화되면서 도선으로 전자를 방출하는 전극임.③ 전해질(electrolyte) : 양극의 환원 반응, 음극의 산화반응이 화학적 조화를 이루도록 물질이동이 일어 나는 역할.④ 분리막(separator) : 양극과 음극의 물리적 접촉 방지를 위한 격리막임..PAGE:5▣ 이차전지의 분류전지의 원리별 분류종류별 용도일차전지 : 화학에너지를 전기에너지로 변환시키는 전지로서, 화학반응이 비가역적이거나 가역적이라도 충전이 용이하지 않음.이차전지 : 화학에너지와 전기에너지간의 상호변환이 가역적이며 충전과 방전을 반복할 수 있는 전지연료 전지: 연료의 화학에너지를 전기에너지로 직접 변환하는 화학 발전장치로서 외부에서 연료가 연속 공급되어 발전이 가능한 전지.태양전지: 반도체의 p-n접합을 이용하여 광전효과에 의해 태양광에너지를 직접 전기에너지로 변환하는 장치.열전소자; 반도체의 p-n접합을 이용하여 열에너지를 직접 전기에너지로 변환하는 장치.원자력전지: 방사성 동위원소의 에너지를 전기에너지로 변환.납축전지 : 자동차의 SLI(Start-Light-lgnite)용.니켈카드뮴 전지 : 비행기의 SLI용, 산업 및 군사용.니켈수소 전지: 포터블 전자제품, 인공위성 전원용.리튬전지 : 휴대용 AV기기 전원, 하이브리트카 전지...PAGE:6▣ 이차전지의 기본 원리리튬이온의 물질 상태가 양극과 음극에서 서로 다르며, 이로 인한 물질의 고유 에너지 상태가 발생.에너지 상태의 차이를 전위차(전압)라 하며 전위차에 의해 전자가 이동(높은 곳에서 낮은 곳으로), 전류(전기)가 발생.방전 : 전자는 導線을 통해, 전자를 잃은 리튬이온은 전해질을 통해 음극 → 양극으로 이동충전 : 외부 힘(충전기)에 의해 전자는 導線을 통해, 전자를 잃은 리튬이온은 전해질을 통해 양극 → 음극으로 이동하여음극활물질(Carbon)의 층구조 사이에 저장...PAGE:7▣ 리튬 이차전지 구조..PAGE:8▣ 전지의 기초 설계음극양극격리막(separator)극판의 두께를 높여 적층수를 줄인 것 고에너지형극판의 두께를 얇게 하고 적층수를 늘인 것 고출력형적층 수를 늘일수록 전지 반응에 직접 참여하지 않는 집전체와 격리막의 사용량도 늘어나, 이 부분만큼 활물질이 채워지지 못해 용량이 감소..PAGE:9▣ 이차전지용(리튬) 전극 소재..PAGE:102. 이차전지의 제조 공정..PAGE:11▣ 리튬이온전지 제조공정도..PAGE:12▣ 제조공정 세부 설명전극 제조양극화 물질과 음극화 물질에 대한 각각의 Cell을 제조.

공학/기술| 2011.04.15| 23페이지| 5,000원| 조회(683)

이차전지, 리튬이온이차전지, 이온이차전지

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OLED

..PAGE:1OLED(Organic Light Emitting Diode)*..PAGE:2▣ 목 차1. OLED의 개념과 원리2. OLED의 제조 공정3. 참고 자료..PAGE:31. OLED의 개념과 원리..PAGE:4▣ OLED 개념OLED(Organic Light Emitting Diode, 유기 발광 다이오드)- OLED은 형광성 유기화합물 박막에 전류를 흘려주면 전자(electron)와 정공(hoe)이 유기 화합물층에서 결합하면서 빛이 발생되는 현상을 이용한 자발광 형 Display.LED(Light Emitting Diode , 발광 다이오드)- 반도체 (무기물)을 사용한 발광 다이오드.OLED(Organic Light Emitting Diode, 유기 발광 다이오드)- 유기물(탄소, 산소, 질소 등의 화학기호로 이루어진 단량체 및 폴리머)이 빛을 내는 현상을 이용한 것.[유리나 플라스틱등 위에 유기물을 도포해서 그곳에 전기를 통하게 하면 유기물이 발광한다.]- LED와 마찬가지로 전류에 의해 빛을 내는데 빛을 내는 주체가 유기물인 경우...PAGE:5▣ OLED 구조 및 원리구 조- Glass 기파윈에 음극, 유기층 양극의 적층 구조- 유기층은 전자수송층,발광층, Hole수송층 등 효율을높이기 위한 최적 구조로 구성.원 리- 음극에서 전자(-), 양극에서 Hole(+)이 각각의 수송층의도움으로 발광층으로 이동, 발광층에서 만난 전자와Hole이 결합하여 고 에너지 상태로 변화 후 , 저 에너지 상태로 떨어지면서 빛을 발생HIL: Hole Injection Layer (홀주입층)HTL: Hole Transfer Layer (홀수송층)EML: Emission Material Layer (발광층)ETL: Electron Transfer Layer (전자수송층)EIL: Electron Injection Layer (전자주입층)Electron과 Hole의 재결합에 의한 발광..PAGE:6▣ OLED의 분류..PAGE:72. OLED의 제조 공정..PAGE:8▣ OLED 제조공정(봉지공정)(EML 발광층)..PAGE:9▣ OLED 제조공정(EML 발광층)제조공정 설명ⓛ ITO 전극을 설계에 맞추어 패터닝한 다음 그 위에 화소 분리를 위한 격벽을 형성한다.② 격벽을 형성한 후 정공 주입장벽을 낮추고 기판 준비 과정에서 생긴 오염 물질을 제거하기 위해플라즈마나 UV를 이용하여 ITO의 표면 처리.③ 정공주입층을 비롯한 유기물을 증착..PAGE:10▣ OLED 제조공정(EML 발광층)제조공정 설명ⓛ 유기물을 증착을 장치와 실링 하기 위해 용기를 세척한 후 제습제를 부착한다.그 후 증착된 장치와 실링을 시킨 후 UV로 조사 시켜 불순물을 제거 시켜 준다.② 완성된 OLED는 Aging TEST를 진행한다.③ 사용 용도에 맞게 크기를 조절 한 후 출하 검사를 한다.(봉지공정)..PAGE:113. 참고 자료..PAGE:12▣ OLED의 분류구동 방식에 따라 수동형(PM: Passive Matrix Type)과 능동형(AM:Active Matrix Type)으로 구분..PAGE:13▣ OLED의 분류발광층을 이루는 재료에 따라 단분자 OLED와 고분자 OLED로 구분..PAGE:14▣ PMOLED / AMOLEDStatic 구동 (상시점등)소비전력, Size 한계, 수명, Cross Talk 극복단순 구조단순 공정장점복잡한 구조복잡/고 난위도 공정Duty 구동 (고 순간휘도, 고전압)소비전력 (면적, Scan Line 수)Panel Size/Resolution 한계, 수명Cross Talk, etc.단점TFT Backplane → OLED Layers→ Encapsulation → ModuleITO/보조전극 → 절연막 → 격벽→ Organic Layers → Cathode→ Encapsulation → Module공정구조AMOLEDPMOLEDGlass CanDesiccantSeparatorAnodeInsulatorGlassCathodeBlueELRed ELGreenELN2 GasMetal cathodeTransparent Anode..PAGE:15▣ 저분자 OLEDNNa-NPDNNH3CCH3NNBCPEML(20nm)HBL(6nm)MgAgITOHTL(40nm)ETL(20nm)Glass SubstrateAlqCBPNIr3Ir(ppy)

공학/기술| 2011.04.15| 19페이지| 5,000원| 조회(292)

OLED. LED

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CVD 공정

CVD 기초공정CVD 란 CVD 의 반응원리 CVD 의 분류 - APCVD - LPCVD - PECVD 목차C hemical V apor D eposition 원료를 Gas 로 공급하여 , 기판표면의 화학반응에 의하여 막을 형성하는 기술 . CVD 란 ? Α (Gas) + β (Gas) + … A (Solid) + B (Gas) + … By-Product 반응 Energy ( 열 , 플라즈마 , 빛 (UV or Laser), 또는 임의의 에너지 ) Reaction chamber Gas inlet Gas exhaust Wafer → CVD 공정 기본 형태CVD 의 반응 원리 반응 기체의 물질 이동 기판 표면으로 반응기체의 확산 표면 위에 반응물들의 흡착 반응물들의 표면 화학반응 . 부산물의 탈착 부산물의 확산 SiH 4 O 2 예 ) SiH 4 + 2O 2 SiO 2 + 2H 2 O H 2 O SiO 2 SiO 2분류기준 이름 Remarks 반응 에너지원 Thermal CVD 반응기에 주입된 반응기체의 분해 및 박막 증착 시 열에너지를 이용하는 방법 PE CVD Plasma Enhanced CVD Photo CVD Laser 또는 자외선의 광 에너지를 반응기체 분해 및 박막 증착할 때 이용하는 방법 공정 압력 AP CVD Atmospheric Pressure CVD LP CVD Low Pressure CVD 원료 물질 MOCVD Metal Organic CVD 로서 , 원료가 Metal 원자 및 Carbon, 산소 등과 결합하여 유기물 형성 . 원료가 실온에서 대부분 액체인 관계로 기화 과정 거쳐 반응기에 주입 . CVD 분류 → Atmospheric Pressure CVD → Low Pressure CVD → Plasma Enhanced CVDAPCVD (Atmospheric Pressure CVD) * 장점 → 간단한 반응기 구조 . → 증착 속도가 빠름 . → 직경이 큰 웨이퍼도 용이하게 증착 . * 단점 → step coverage 특성이 나쁨 . → 많은 가스 사용 필요 . → 높은 가스 유속이 요구 .Aspect Ratio = AR =h/w Step Coverage 가 낮은 박막 실제 예 Step Coverage → AR 0.5 이면 , OK → 0.5 AR 1 이면 , minimum → AR 1 이면 , poorAPCVD (Atmospheric Pressure CVD) 적용분야 film 화학반응 온도 (℃) SiO2(LTO) SiH4 + O2 → SiO2 + 2H2 400~450 PSG SiH4 + O2 → SiO2 + 2H2 400~480 4PH3 + 5O2 → 2P2O5 + 6H2 BPSG SiH4 + O2 → SiO2 + 2H2 400~480 4PH3 + 5O2 → 2P2O5 + 6H2 2B2H6+ 3O2 → 2B2O3 + 6H2 Epitaxy SiH4 → Si + 2H2 1100 SiCI4 + 2H2 → Si + 4HClLPCVD (Low Pressure CVD) * 장점 → Wafer 의 균일도가 우수 .( 저압 , 고온 ) → 대량 생산 가능 . → step coverage 특성이 우수 . * 단점 → 느린 증착 속도 . (APCVD 1/5~1/3) → 고온 공정 . ( 약 550~1000 ℃ )LPCVD (Low Pressure CVD) 적용분야 film 화학반응 온도 (℃) poly Si SiH4 → Si + 2H2 550~650 SiO2 Si(OC2H5)4 → SiO2 + 4C2H4 + 2H2O 700~750 SiCl2H2 + 2N2O → SiO2 + 2N2 + HCl 850~900 SiH4 + 2N2O → SiO2 + 2N2 + 2H2 800~900 PSG SiH4 + O2 → SiO2 + 2H2 400~480 4PH3 + 5O2 → 2P2O5 + 6H2 BPSG SiH4 + O2 → SiO2 + 2H2 400~480 4PH3 + 5O2 → 2P2O5 + 6H2 2B2H6+ 3O2 → 2B2O3 + 6H2 Si3N4 SiCl2H2 + 4NH3 → Si3N4 + 6HCl + 6H2 650~850 SiH4 + 4NH3 → Si3N4 + 12H2 700~900 W WF6 + 3H2 → W + 6HF 300~400 2WF6 + 3Si → 2W + 3SiF4 WSi2 WF6 + 2SiH4 → WSi2 + 6HF + H2PECVD (Plasma-enhanced CVD) * 장점 → 낮은 온도 사용 . → 빠른 증착 가능 . → step coverage 특성이 우수 . * 단점 → 화합물과 입자 오염 가능 . → 복잡한 장치 .PECVD (Plasma-enhanced CVD) 적용분야 film 화학반응 온도 (℃) SiO2 SiH4 + O2 → SixOy + by_product 350~400 SiH4 + N2O → SixOy + by_product (x : y = 1: 0.8-0.9) PSG SiH4 + PH3 + O2 → SiO2 + P2O5 + H2 / H2O 300~500 BPSG SiH4 + PH3 + B2H6 + O2 → SiO2 + P2O5 + B2O3 + H2 / H2O 300~500 SiN SiH4 + NH3 → SixOy + by_product 250~300 SiH4 + N2 → SixOy + by_product{nameOfApplication=Show}

자연과학| 2010.05.31| 12페이지| 5,000원| 조회(1,635)

반도체, cvd, 흡착공정, 화학기상증착

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MO-CVD 설명

MO-CVD 공정 [ Mater Organic Chemical Vapor Deposition]DepositionCVDMOCVDHT-CVDMT-CVDLT-CVD저압 CVDPlasma CVD광 CVDPVD진공증착SputteringIon ImplantationDeposition 종류Chemical Vapor Deposition 원료를 Gas로 공급하여, 기상 또는 기판표면에 있어서의 화학반응에 의하여 박막을 형성하는 기술. 다른 박막형성 방법대비, 광범위하고 다양한 박막형성이 가능 SiO2, Si3N4 로 시작해서 다양한 재료로 확대 되고 있음 Micro device 제조상 필수불가결 한 박막형성 기술CVD란?Gas 공급부반응실배기부Energy부Α (Gas) + β (Gas) + … A (Solid) + B (Gas) + …By-Product반응 Energy (열, 플라즈마, 빛(UV or Laser), 또는 임의의 에너지)MOCVD란?Metal Organic Chemical Vapor Deposition 기본적으로는 CVD 공정이며, CVD에 의한 박막 성장 시 Precursor로써 MO-source를 중심으로 Hydrides나 Reactant들을 사용하여 박막을 성장 시키는 것 유기 금속 화합물을 사용하여 Thermal CVD법에 의해 박막을 만드는 기술 반응 예] Ga(CH3)3 + AsH3 → GaAs + 3CH4 Al(CH3)3 + AsH3 → AlAs + 3CH4Metal-Organics - 하나의 metal 원자가 Organic hydrocarbon group의 하나 또는 그 이상의 carbon 원자들에 구속 되어 있는 compound - Ⅱ-Ⅵ, Ⅲ-Ⅴ 화합물 반도체 성장 시 Metal-Organics와 결합하여 사용 [ AsH3 / PH3 / SiH4 ] - Metal Source는 대부분 고체 또는 액체 상태 (기화시킬 수 있는 bubbler, LDS 등이 필요)MOCVD의 장점 장치구조 간단하여 대량 생산 용이 성장 속도를 기체 유량으로 조절함으로써 성막 속도 제어 용이하고 다른 성장 Process에 비하여 박막 성장 속도 매우 빠름 HCl등 산이 관여하지 않기 때문에 기판 및 장치 손상 적음 성장된 layer의 높은 Quality 및 선택 에피탁시 성장 가능 반응 압력을 수 torr에서 대기압까지 자유로이 조절 가능 약 100Å의 얇은 에피층 성장 가능해 다양한 Layer structure 및 band gap engineering 가능 다양한 재료의 대응이 가능Metal Organic CVD로서, 원료가 Metal 원자 및 Carbon, 산소 등과 결합하여 유기물 형성. 원료가 실온에서 대부분 액체인 관계로 기화 과정 거쳐 반응기에 주입.MOCVD원료 물질Low Pressure CVDLP CVDAtmospheric Pressure CVDAP CVD공정 압력Laser 또는 자외선의 광 에너지를 반응기체 분해 및 박막 증착할 때 이용하는 방법Photo CVDPlasma Enhanced CVD로서, 반응기 내 혼합 기체에 전장을 걸어 Plasma 상태를 형성하여 박막 증착하는 방법. Thermal CVD 방법보다 저온에서 박막 증착 가능PE CVD반응기에 주입된 반응기체의 분해 및 박막 증착 시 열에너지를 이용하는 방법Thermal CVD반응 에너지원Remarks이름분류기준MOCVD 분류 및 장점MOCVD 분류매우 불안정(C2H5)3lnTEln낮은 증기압고체, MOVPE에 적절한 증기압 / TMln 용액으로 존재(CH3)3lnTMln짧은 시간의 안정성액상, 저 탄소 오염(C2H5)3AlTEAl산화에 의한 오염액상, 적절한 증기압, 긴 시간 안정성(CH3)3AlTMAl낮은 증기압 TMGa보다 낮은 안정성 강한 부 반응액상, 저 탄소 오염 β-수소화 배출 반응으로 인한 분해 LPMOVPE system에 사용(C2H5)3GaTEGa액상, 높은 증기압(CH3)3GaTMGa단 점장 점SymbolPrecursorGroup Ⅲ MO PrecursorsMOCVD SourceGroup Ⅴ Precursors액상, GaAs에 Doped된 C 결정 성장시켜 사용(CH3)3AsTMA높은 비용액체, MOVPE에 적절한 증기압 낮은 탄소 오염 / 안정성, 낮은 분해 온도(380℃)(C4H9)AsH2TBA높은 열분해 온도뛰어난 안정성, 실제 사용 가능한 질소 전구체NH3Ammonia높은 비용액상, MOVPE에 적절한 증기압 뛰어난 안정성, 낮은 열분해 온도(450℃)(C4H9)PH2TBP유독성 / 높은 열분해 온도 (800℃)MOVPE의 압력 control 쉬움 / 낮은 비용PH3Phosphine유독성 / 높은 열분해 온도 (600℃)MOVPE의 압력 control 쉬움 / 낮은 비용AsH3Arsine단 점장 점SymbolPrecursor기체, 가연성, 높은 열분해 온도전자 기구로부터 n형 반도체에 사용SiH4Silane (n-dopant)CCl4와 동일CCl4와 동일CBr4Carbontetrabromide (p-dopant)액상, LED 생산품에서 사용됨.(C2H5)2TeDETe (n-dopant)기체, 가연성SiH4과 유사하지만 열분해 온도 더 낮음. SiH4 보다 고른 dopingSi2H6Disilane (n-dopant)화학적인 특징을 저감시키는 오존으로부터 법적 규제 받음.액상, 날카로운 경계면에 사용 C는 GaAs에서 약 수용체 및 적은 확산 농도 HBTs에서 높은 p-Type dopingCCl4Carbontetrachloride (p-dopant in GaAs)Zn은 종종 고체상에서 매우 높은 발열작용이 일어남. 격자 사이를 통한 발산액상, 높은 증기압 매우 일반적인 Zn 전구체(CH3)2ZnDMZn (p-dopant)단점장점SymbolPrecursorDopant PrecursorsMOCVD SourcewaferPumpPurge N2Reactant AReactant BMaterial DeliverySequentially Separated Pulses공급 Gas⒜⒝⒞⒟⒠⒡⒢⒣Substrate⒜ 기상확산(gas phase diffusion) ⒝ 기상반응(gas phase reaction) ⒞ 흡착반응(absorption) ⒟ 표면반응(surface reaction)⒠ 표면확산(surface diffusion) ⒡ 결정격자 형성(incorporation into the crystal lattice) ⒢ 반응생성물의 탈착 반응(desorption) ⒣ 기상확산(gas phase diffusion)① 기체 purge → ② 막 생성 직전의 전처리 → ③ CVD film형성 → ④ Cooling → ⑤ 기체 purgeFilm 형성 MechanismReactor WallGas Phase ReactionsSubstrateSurface DiffusionThermal DecompositionGrowth or IncorporationDiffusionDesorption of Reaction ProductsHomogeneous nucleationHeterogeneous NucleationParasitic DepositAlkyls + Hydrides + HydrogenInputMOCVD MechanismIn(Ga)AsGaAsIn(Ga)AsGaAsGaAsInx , Ga1-xAsIn(Ga)AsGaAsInx , Ga1-xAsInIn1. Reactor tube에서 반응하는 유량 - Reactor 유입 후 다양한 방법으로 Gas 혼합 - Reactor 유입 전까지 Gas 혼합 억제 (너무 빠른 반응을 막기 위하여) 2. Reactor 내에서 ; Gas 질량(Energy 및 운동량) 의 이동을 제어하여 Gas Layer 생성 3. 동시에 화학반응 발생 → 균질/불균질(기생증착) → 반응 비율 감소, 화합물 구성 이동(변경), 성장 비율 감소, 거친 표면 4. (부분적인 분해) 표면에서의 반응 분포 → 적절한 물질로부터 반응 5. 반응 생성물(Hydrocarbon) 동시에 흡수 6. 격자 위치에서 물질의 표면 확산[MOCVD Process]MOCVD MechanismReactorParticle FilterThrottle Gate ValveVacuum Process PumpTo Gas ExhaustExhaust Gas Abatement SystemCustomer Supplied= 공기압 볼 밸브Process Flow{nameOfApplication=Show}

공학/기술| 2009.04.17| 12페이지| 5,000원| 조회(1,607)

반도체, cvd, 반도체 공정, MO-CVD, 무기질재료

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