ALD , ALE , Ion Beam, Sputter (스퍼터링)

 

 

 

 

ALD (Atomic Layer Deposition), ALE (Atomic Layer Etching), Ion Beam, Sputter (스퍼터링)은 반도체 제조 및 박막 증착에서 중요한 기술들입니다. 각각의 기술에 대해 자세히 설명드리겠습니다.

 

 

 

 

1. ALD (Atomic Layer Deposition)

개요

ALD는 원자층 수준의 정밀한 박막 증착 기술입니다. 이는 두 가지 이상의 전구체(Precursor) 가스를 이용하여 원자층을 한층씩 증착합니다.

공정

• 전구체 주입: 첫 번째 전구체 가스를 웨이퍼 표면에 주입하여 화학적으로 흡착(adsorption)됩니다.
• 퍼지: 남은 전구체와 반응 부산물을 퍼지 가스로 제거합니다.
• 두 번째 전구체 주입: 두 번째 전구체 가스를 주입하여 첫 번째 전구체와 반응시킵니다.
• 퍼지 및 반복: 다시 퍼지 가스로 제거하고, 이 과정을 반복하여 원하는 두께의 박막을 형성합니다.

장점

• 정밀한 두께 제어: 원자 단위로 증착 두께를 제어할 수 있습니다.
• 균일한 증착: 복잡한 구조물에서도 균일한 박막을 형성할 수 있습니다.
• 우수한 재현성: 고품질의 박막을 반복적으로 생성할 수 있습니다.

 

2. ALE (Atomic Layer Etching)

개요

ALE는 원자층 수준의 정밀한 식각 기술로, 원자층 증착과 유사한 방식으로 작동합니다.

공정

• 흡착 단계: 반응성 기체를 웨이퍼 표면에 흡착시켜 화학적 결합을 형성합니다.
• 반응 단계: 이온 또는 플라즈마를 이용해 표면의 반응층을 제거합니다.
• 퍼지 및 반복: 남은 기체와 부산물을 퍼지 가스로 제거하고, 이 과정을 반복하여 원자층 단위로 식각합니다.

장점

• 정밀한 식각 제어: 원자 단위로 식각 깊이를 제어할 수 있습니다.
• 높은 선택성: 원하는 물질만 선택적으로 식각할 수 있습니다.
• 우수한 균일성: 표면의 균일성을 유지하면서 식각할 수 있습니다.

 

3. Ion Beam (이온 빔)

개요

이온 빔 기술은 가속된 이온을 이용해 표면을 수정하거나 박막을 증착하는 기술입니다.

공정

• 이온 소스: 이온화된 기체를 가속하여 이온 빔을 생성합니다.
• 이온 빔 조사: 웨이퍼 표면에 이온 빔을 조사하여 물리적 또는 화학적 변화를 유도합니다.

용도

• 박막 증착: 고에너지 이온 빔을 이용하여 박막을 증착합니다.
• 식각 및 패터닝: 이온 빔을 이용해 표면을 식각하거나 패턴을 형성합니다.

장점

• 높은 에너지 제어: 이온의 에너지를 정밀하게 제어할 수 있습니다.
• 다양한 재료 처리: 다양한 재료의 표면 처리가 가능합니다.
• 정밀한 표면 가공: 나노미터 수준의 정밀한 가공이 가능합니다.

 

4. Sputter (스퍼터링)

개요

스퍼터링은 타겟 물질에 고에너지 이온을 충돌시켜 박막을 증착하는 기술입니다.

공정

• 플라즈마 생성: 타겟 물질에 고전압을 걸어 플라즈마를 생성합니다.
• 이온 충돌: 플라즈마 내 이온이 타겟 물질에 충돌하여 원자를 방출시킵니다.
• 박막 증착: 방출된 원자가 기판에 증착되어 박막을 형성합니다.

장점

• 다양한 재료 증착: 금속, 절연체 등 다양한 재료의 박막을 증착할 수 있습니다.
• 우수한 균일성: 넓은 면적에 균일한 박막을 형성할 수 있습니다.
• 고밀도 박막: 밀도가 높고 품질이 좋은 박막을 형성할 수 있습니다.

요약

• ALD: 원자 단위의 정밀한 박막 증착, 뛰어난 두께 제어와 균일성.
• ALE: 원자 단위의 정밀한 식각, 높은 선택성과 균일성.
• Ion Beam: 고에너지 이온을 이용한 표면 처리, 정밀한 표면 가공 가능.
• Sputter: 다양한 재료의 박막 증착, 우수한 균일성과 고밀도 박막 형성.

이들 기술은 각각의 특성과 장점을 활용하여 반도체, 디스플레이, 광학 기기 등 다양한 분야에서 중요한 역할을 하고 있습니다.

 

 

 

https://news.skhynix.co.kr/post/ald-using-atoms

[반도체 특강] ALD, 원자를 이용해 박막을 만드는 방법

 

https://swb.skku.edu/npl/AtomicScaleProcessing.do

성균관대학교

https://kr.kindle-tech.com/faqs/what-is-the-ion-beam-sputtering-method

이온빔 스퍼터링 방법이란 무엇인가요?

https://kr.kindle-tech.com/faqs/what-is-ion-beam-sputtering-deposition-technique

이온빔 스퍼터링 증착 기술이란 무엇인가요?