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박막과 증착의 정의
박막이란 전기적,결정적 특성이 양 표면에 의해 지배되는 경우이고,그 두께는 단원자층,단분자층의 것에서부터 약5μm까지를 기준으로 두나,경우에 따라서는 그 한계가 달라질 수 있다.
증착이란 액체가 증기로 되어 수송되고 성막되는 과정을 말하며,고체가 바로 증기가되어 수송되는 것을 승화라 하며,이것이 박막이 되는 기본 메커니즘이다.
박막의 제조방법
박막의 제조방법에는 음극 전해 성막법, 무전극 또는 무전기 성막법, 양극 산화법, CVD법 , 액상 에피탁시법, Langmuir-Blodgett 막 형성법, 흡착 방법이 있다
1-1)음극 전해 성막법
성막될 물질이 보통 금속일 경우,이 물질이 이온의 형태로 녹아 있거나,어떤 액체 속에 섞여 있는 것을 사용한다. 그 용액이나,액체 속에 두 전극인 +와 -를 삽입하고, 전압을 걸어 주면 금속성인 +이온이 음극으로 끌려오고,이 금속이온이 음극 표면에 모여서 막을 형성되는 방법이다.
1-2)무전기 또는 무전기 성막법
전기화학적 과정에 의해 막이 형성되는 방법.즉,외부로부터 전장을 가하지 않아도 막이 형성되는 방법이다.
1-3)양극 산화법
산소를 갖고 있는 전해액을 사용해서 금속을 산화시키는 방법이다.
1-4)액상 에피탁시법
Sn ,In ,Pb ,BI ,Ga과 같은 녹는 온도가 낮은 금속 내에 용해된 반도체 물질의 결정화에 기초를 둔 반도체 에피막을 증착시키는 방법이다.
1-5)Langmuir-Blodgett 막 형성법
고분자 극성 물질을 용재에 녹인 후 이를 물 표면에 떨어뜨리면 단층의 오레인산 고분자층이 형성된다.이를 간단한 수송장치를 이용하여 기판 위에 얹혀서 막을 만드는 방법이다.
1-6)흡착방법
흡착에 의해 몇 분자층의 아주 얇은 박막을 만…
1-7)CVD(화학적 증착법)
1.원료 가스나 반응계 조건의 설정에 따라 고순도의 박막이 형성된다.
2.피복성이 좋다
3.플라즈마 CVD와 비교하여 장치 구성이 간단하다.
4.플라즈마를 사용하지 않기 때문에 고속 입자의 충돌로 인한 손상이 없다.
5.조건에 따라 선택 성장이 가능하다.
학 반응에 의한 피막형성 방법도 있다.
4)광화학 반응법
레이저나 적외선 등 일정 파장의 빛을 반응기 내에 조재하는 물체에 조사함으로써 표면에 부착된 가스가 광학적으로 반응하여 층을 형성하는 방법이다.
열CVD
CVD중에서 열에너지에 의해 적당한 온도로 가열된 기판표면 또는 기상 중에서 원료 가스를 열분해하고 분해 생성물이나 화학반응에 의해서 박막을 형성하는 것을 열 CVD라고 한다.열 CVD는 박막형성시의 압력에 따라 압력이 대기압인 상압 CVD와 100 Pa정도의 감압인 경우의 감압 CVD(LPCVD:Low Pressure CVD)로 구별된다. CVD에서는 물질 이동속도와 표면 반응속도가 기판 위의 막의 퇴적 속도를 조절한다.
1)열 CVD의 장점
1.원료 가스나 반응계 조건의 설정에 따라 고순도의 박막이 형성된다.
2.피복성이 좋다
3.플라즈마 CVD와 비교하여 장치 구성이 간단하다.
4.플라즈마를 사용하지 않기 때문에 고속 입자의 충돌로 인한 손상이 없다.
5.조건에 따라 선택 성장이 가능하다.
2)열 CVD의 단점
1.성막 온도와 원료 가스에 제약이 있다.
2.저온엣서 형성한 막의 치밀성이 플라즈마 CVD법으로 형성한 막보다도 떨어 지는 점 등을 들 수 있다.
3)열 CVD 방식
열 CVD에서의 가열방법은 저항가열, 램프가열 ,고주파가열 등이 있다.
가열되는 부분에 관하여 히터 등으로 반응실 전체를 가열하는 핫월형 방법과 고주파나 적외선 램프 등으로 기판대만을 가열하고 반응실 내벽은 냉각수 등으로 냉각하는 콜드월형 방법으로 구분된다..
열CVD방식 장치의 개념도
플라즈마 CVD
플라즈마 CVD법은 집적회로, 광학, 태양열 발전ㄴ 및 반도체의 열차단 등에 응용되며, 피막 재료를 얻기 위하여 최근에 개발이 이루어진 공정이다. 플라즈마 CVD 기술은 원료 가스 플라즈마 속에서 생성된 활성 입자가 기판표면ㅇ에서의 화학 반응을 촉진하여 박막을 형성하는 기술이다. 일반적으로 상업화된 플라즈마