박막 증착 기술이라고 하면 흔히 두 가지 방법이 떠오릅니다: ALD(원자층 증착)와 PECVD(플라즈마 강화 화학 기상 증착)입니다.
이 두 가지 기술은 마이크로 일렉트로닉스 및 태양 전지 생산과 같은 산업에서 널리 사용됩니다.
그러나 ALD와 PECVD에는 알아야 할 몇 가지 중요한 차이점이 있습니다.
ALD와 PECVD의 차이점은 무엇일까요? 고려해야 할 4가지 핵심 사항
1. 화학 및 반응 메커니즘
ALD는 두 개의 전구체 물질을 순차적으로 도입하여 기판 표면과 반응시키는 2단계 공정을 거칩니다.
반응은 자기 제한적이어서 각 전구체가 제어된 방식으로 표면과 반응하여 박막층을 형성합니다.
따라서 필름 두께와 균일성을 정밀하게 제어할 수 있습니다.
이와 대조적으로 PECVD는 플라즈마를 사용하여 전구체 가스와 기판 사이의 화학 반응을 향상시킵니다.
플라즈마는 화학 결합을 끊고 필름의 증착을 촉진하는 에너지를 제공합니다.
PECVD는 다른 CVD 기술보다 낮은 온도에서 수행할 수 있으므로 고온을 견딜 수 없는 기판에 적합합니다.
2. 증착 균일성
ALD는 등방성 공정으로 기판의 모든 표면이 균일하게 코팅됩니다.
따라서 복잡한 형상에 균일한 두께의 필름을 제작하는 데 적합합니다.
반면에 PECVD는 "가시광선" 공정으로, 광원의 경로에 직접 닿는 표면만 코팅됩니다.
따라서 평면이 아닌 표면이나 플라즈마에 의해 그늘진 영역에서는 필름 두께가 고르지 않을 수 있습니다.
3. 재료 및 응용 분야
ALD는 일반적으로 ISFET(이온 감응 전계 효과 트랜지스터)와 같은 애플리케이션을 위해 HfO2, Al2O3, TiO2와 같은 산화물 박막을 증착하는 데 사용됩니다.
또한 마이크로 일렉트로닉스, 자기 기록 헤드, MOSFET 게이트 스택, DRAM 커패시터 및 비휘발성 강유전 메모리의 제조에도 사용됩니다.
반면에 PECVD는 태양 전지 및 마이크로 일렉트로닉스 생산에 널리 사용되며, 다이아몬드형 탄소(DLC) 코팅을 비롯한 다양한 재료를 증착할 수 있습니다.
4. 온도 및 장비
ALD는 일반적으로 제어된 온도 범위에서 수행됩니다.
PECVD는 더 낮은 온도에서 수행할 수 있으므로 온도에 민감한 기판에 더 적합합니다.
또한 전구체 전달, 플라즈마 생성 및 기판 취급에 대한 요구 사항이 다르기 때문에 ALD와 PECVD에 사용되는 장비는 설계 및 작동 측면에서 다를 수 있습니다.
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