화학 기상 증착(CVD)은 이름에서 알 수 있듯이 기체 전구체 반응물을 이용하여 원자 및 분자 간 화학 반응을 통해 고체 박막을 생성하는 기술입니다. PVD와 달리 CVD 공정은 주로 고압(저진공) 환경에서 수행되며, 고압은 주로 박막 증착 속도를 높이기 위해 사용됩니다. 화학 기상 증착은 증착 공정에 플라즈마가 사용되는지 여부에 따라 일반 CVD(열 CVD라고도 함)와 플라즈마 강화 화학 기상 증착(PECVD)으로 분류됩니다. 이 섹션에서는 PECVD 공정, 일반적으로 사용되는 PECVD 장비 및 작동 원리를 포함한 PECVD 기술에 대해 중점적으로 다룹니다.
플라즈마 강화 화학 기상 증착(PECVD)은 저압 화학 기상 증착 공정 중에 글로우 방전 플라즈마를 이용하여 증착 공정에 영향을 주는 박막 화학 기상 증착 기술입니다. 이러한 점에서 기존의 CVD 기술은 기체상 물질 간의 화학 반응과 박막 증착을 위해 더 높은 기판 온도를 필요로 하므로 열 CVD 기술이라고 할 수 있습니다.
PECVD 장치에서 작동 가스 압력은 약 5~500 Pa이며, 전자 및 이온 밀도는 10⁹~10¹²/cm³에 달할 수 있고, 전자의 평균 에너지는 1~10 eV에 이를 수 있습니다. PECVD 방식이 다른 CVD 방식과 구별되는 점은 플라즈마에 다량의 고에너지 전자가 포함되어 있어 화학 기상 증착 공정에 필요한 활성화 에너지를 제공할 수 있다는 것입니다. 전자와 기체 분자의 충돌은 기체 분자의 분해, 화학 합성, 여기 및 이온화 과정을 촉진하여 반응성이 높은 화학 그룹을 생성합니다. 따라서 CVD 박막 증착의 온도 범위를 크게 낮춰 기존에 고온에서 수행해야 했던 CVD 공정을 저온에서 구현할 수 있게 합니다. 저온 박막 증착의 장점은 박막과 기판 사이의 불필요한 확산 및 화학 반응, 박막 또는 기판 재료의 구조 변화 및 열화, 그리고 박막과 기판에 발생하는 큰 열 응력을 방지할 수 있다는 것입니다.
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게시 시간: 2024년 4월 18일