원자층 증착(ALD) 공정은 높은 균일성과 우수한 적합성을 갖춘 박막을 증착하는 데 사용되는 정교한 방법입니다.
이 공정은 기체상 전구체와 활성 표면 종 사이의 순차적인 자기 제한적 화학 반응을 포함합니다.
이 공정은 특히 반도체 산업에서 얇은 하이-K 게이트 유전체 층을 개발하는 데 유용합니다.
ALD를 사용하면 원자층 규모에서 필름 성장을 정밀하게 제어할 수 있습니다.
ALD 공정의 4가지 주요 단계는 무엇인가요?
1. 전구체 도입
ALD 공정은 기판이 들어 있는 고진공 공정 챔버에 전구체를 도입하는 것으로 시작됩니다.
전구체는 기판 표면에 화학적으로 결합된 단층을 형성합니다.
이 단계는 자체 제한적이어서 전구체 분자의 한 층만 표면에 화학적으로 결합합니다.
이를 통해 레이어의 두께를 정밀하게 제어할 수 있습니다.
2. 과도한 전구체 제거
단층이 형성된 후 챔버를 다시 비우고 퍼지하여 화학적으로 결합되지 않은 과도한 전구체를 제거합니다.
이 단계를 통해 원하는 모노레이어만 기판에 남게 됩니다.
원치 않는 추가 레이어가 생기는 것을 방지합니다.
3. 반응물 도입
다음 단계는 챔버에 반응물을 도입하는 것입니다.
이 반응물은 전구체의 단층과 화학적으로 반응하여 기판 표면에 원하는 화합물을 형성합니다.
이 반응은 또한 자기 제한적이어서 전구체의 단층만 소비되도록 합니다.
4. 반응 부산물 제거
반응이 끝나면 모든 부산물이 챔버에서 펌핑됩니다.
이렇게 하면 다음 사이클의 전구체 및 반응물 펄스를 위한 공간이 확보됩니다.
이 단계는 증착되는 필름의 순도와 품질을 유지하는 데 매우 중요합니다.
전구체 및 반응물 펄스의 각 사이클은 전체 필름에 매우 얇은 층을 형성합니다.
두께는 일반적으로 0.04nm에서 0.10nm 사이입니다.
이 과정은 원하는 필름 두께에 도달할 때까지 반복됩니다.
ALD는 높은 종횡비를 가진 피처에서도 뛰어난 스텝 커버리지로 잘 알려져 있습니다.
또한 10nm 미만의 두께에서도 예측 가능하고 균일하게 필름을 증착할 수 있습니다.
이러한 정밀도와 제어 기능 덕분에 ALD는 마이크로 일렉트로닉스 및 기타 박막 디바이스 제작에 유용한 기술입니다.
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