PVD&CVD에 대하여

소개글

PVD&CVD에 대하여에 대한 보고서 자료입니다.

목차

PVD
evaporator : thermal, e-beam, laser
sputtering : DC, RF, 마그네트론스퍼터링
step coverage

CVD
homogeneous reaction & Heterogeneous reaction
Mass Transport Controlled vs Surface Reaction Controlled
Thermodynamics vs Kinetics
MOCVD
PECVD
HW-CVD
Furnace
ICP-CVD

본문내용

앞에서 얘기한 헤르츠누쎈의 법칙을 이용하여 증착률을 구할 수 있는데, Langmuir는 앞에서 얘기한 J값인 molecular evaporation rate에다가 분자량을 곱하여 mass evaporation을 유도하였는데, 그값을 면적에 대해 적분하면 도가니에서의 mass loss rate값을 알수 있다. 이 적분값은 도가니에서 물질 표면 전체에 대해서이다. 이 식은, 물질이 완전히 녹지 않았을때, 자연적인 대류와 열적전도가 도가니를 가로질러 물질의 온도를 거의 일정하게 유지시킬 것이라는 가정이 없다면 매우 복잡할 것이다.
만약 이때 도가니의 열린영역의 넓이가 A로 일정하다고 한다면 mass loss rate값은 다음의 식과 같이 표현할 수 있다. 이 때 비례상수 k는 단지 도가니로부터 보여진 웨이퍼에서 제한된 전체 고체 각의 비율이다, 이때 r값은 도가니 표면과 웨이퍼 표면간의 거리이고 θ,Φ는 r과 도가니와 웨이퍼 표면의 법선이 이루는 각도이다. 비례상수의 식에서 볼 수 있듯이 이베포레이터의 증착률은 챔버내의 웨이퍼의 방향과 위치에 따라 달라질 것이다. 도가니 바로 위의 웨이퍼는 옆으로 비껴서 놓여있는 웨이퍼보다 두껍게 증착된다. 양질의 균일도를 얻기위해 일반적으로 사용하는 방법은 구의 표면에 도가니와 웨이퍼를 위치시키는 것으로써. 이때 코사인세타와 코사인파이는 같고 그값은 r/2r0일때이다. 위 세가지 식을 결합하여 증착률을 나타내보면 다음의식과 같게 되는데. 이것은 막의 질량밀도로 단위면적당 질량도착률을 나누는 셈이 된다. 이 식에서 첫번째부분은 증발된 물질에 의존하며, 두번째부분은 온도에, 세번째부분은 챔버의 기하학적형상에 따라 달라진다.
한편 큰 증착률을 얻기 위해 이베포레이터는 도가니의 온도를 매우 높여 사용하기도 한다. 또한, 좋은 균일도를 얻기 위해서 이베포레이터는 천천히 동작해야 하며 동시에 박막의 응축을 피하기 위해 매우 높은 진공이 필요하다.
앞에서 분류했다시피 Evaporation은 고체 혹은 액체의 Evaporant를 기체상으로 convert하는데 사용되는 방식에 의해 Thermal, E-beam, Laser 등의 Evaporation등으로 분류되는데 그중 첫번째로 Thermal evaporation에 대해 알아보면 다음과 같다. 우선, 저항가열식 source를 이용한 Thermal Evaporation이 있는데, 이 시스템은 Evaporation 중 가장 {간단한 방법}으로써 열 소스로는 고융점의 Filament, Basket, Boats등이 있다. 특히 잘 쓰이고 있는 열적 소스로는 W, Mo, Ta등으로, 이 금속들의 박 또는 선을 적당한 형상으로 만들어 증발원으로 한 것으로, 증착재료를 놓고 증발원에 전류를 흘려 가열하여 물질을 증발시키는 방법이다. 저항열을 이용한 Evaporation은 [용융점이 낮은 재료(예:Al, Cu, Ag, Au…)등의 증착에 유리]하며{고융점의 소스의 경우 저항쪽도 Evaporation되므로 Heator에 의한 [Contamination]이 증가되므로, m.p 높은재료는 소스로 사용하지 않는다.} , 증착속도는 Filament에 공급하는 전류량을 조절함으로써 변화시킬 수 있다. 증발원 재료를 선택함에 있어서 고려해야 할 것은 고온에서는 증발원재료와 박막재료가 어느 조합에서 반응이나 확산을 일으켜 화합물이나 합금을 형성하느냐의 문제이다. 왜냐하면 합금이 되면 융점이 떨어지고 증발원은 끊어지기 쉽기 때문이다.

키워드

PVD,   CVD,   물리기상증착,   화학기상증착,   증착,   Evaporation,   sputter,   mocvd