이온주입공정의 산업적 응용 및 개발 현황

1.이온주입이란?

고분자 재료는 성형과 가공이 쉽고 생산비용이 저렴한 장점이 있으나 금속에 비해 기계적 성질이 약하고 절연체의 성질을 가지고 있어 임의의 원소를 이온화 하여 빔(Beam)을 형성한 후 고에너지로 가속하여 이온을 주입함으로써 소재표면의 화학적조성, 결정구조, 조직등을 변형시켜 기계적인 특성과 표면전기전도도가 향상되고 광학밀도가 증가하여 광학적특성이 변하는 표면개질(Surface modification)기술이다. 이온을 주입하여 전기전도도를 향상시켜 전도성을 띠므로 자기디스크, 반도체재료, 온도/습도센서등에 이용된다.
반도체에 대해 이온주입법(Ion Implantaion)은 확산은 적당한 도펀트 농도와 온도가 있으면 일어나지만 이온주입법은 이온주입기계가 벽에 총을 쏘는 것처럼 이온화된 도펀트를 강제적으로 이온주입시키는 기술이다.

2. 이온주입공정의 원리 및 특성

이온주입공정은 고진공(104torr)중에서 중에서 임의의 원소를 이온화하여 높은 에너지(40~200KeV)로 가속한 후 물리적으로 소재의 표면에 침투시키는 공정으로 침투하는 고에너지의 이온은 소재원자와 상호탄성 및 비탄성 충돌반응에 의해 에너지를 잃는 동시에 소재…(생략)