일반기술

원자층 화학증착법을 이용한 다성분 박막의 증착

본 기술은 원자층 화학증착법을 이용한 다성분 박막의 증착에 관한 것으로, 구체적으로는 선별된 2종 이상의 원료를 동시에 주입함으로써 목적하는 바에 따라 다양하게 조절된 조성의 다성분 박막을 용이하고 신속하게 증착시킬 수 있는 원자층 화학증착법에 관한 것이다.반도체 소자용 다성분 단층 또는 다층 극초박막은 단일 조성의 박막으로는 불가능한 특성을 나타낼 수 있다는 장점 때문에 다양한 분야에서 응용되고 있으며, 이 경우 극초박막의 제조에 유리한 원자층 화학증착법(ALCVD, Atomic Layer Chemical Vapor Deposition)이 주로 사용된다.그러나, 일반적으로, ALCVD는 원자층 한층을 증착하는데 기본적으로 4단계의 공정(원료기체 주입→원료기체 퍼지→반응기체 주입→반응기체 퍼지)을 필요로 하기 때문에 공정시간이 길다는 단점을 갖는다.특히, ALCVD를 이용하여 다성분 박막을 증착시키는 경우에는, 원료들의 예비기상반응에 의한 부산물의 생성 가능성 및 목적하는 조성비로의 성분 조절의 어려움 때문에 원료 각각을 별도로 주입한 후 퍼지시키고 있어서, 기본적인 4단계에 추가로 2단계 이상을 필요로 하여 공정시간이 더욱 길어진다는 문제가 있었다.본 기술은 상기 문제점을 해결하여 원자층 화학증착법의 원료 주입 단계에서, 선별된 2종 이상의 원료를 동시에 주입함으로써 목적하는 조성의 다성분 박막을 용이하고 신속하게 증착시킬 수 있다.본 기술에서는, 원자층 화학증착법을 이용하여 다성분 박막을 제조함에 있어서, 원료 주입 단계에서, 서로 반응성이 없는 2종 이상의 원료기체를 동시에 주입하고, 이때 상기 원료기체는 증착시키고자 하는 조성비에 해당하는 각각의 양으로 조절하여 주입됨을 특징으로 하는 방법을 제공한다. 본 기술에 따른 다성분 박막은 다성분 단층, 다성분 및 단성분 다층, 또는 다성분 다층의 형태일 수 있다.또한, 본 기술의 특징은1)다성분 단층 박막의 증착 서로 반응성이 없는 2종 이상의 원료기체를 동시에 주입한 다음 반응기체를 주입하는 데, 증착시키고자 하는 조성비에 해당하는 원료기체 각각의 주입량은 운반기체의 양, 원료 증기압(버블러의 온도), 밸브의 온/오프(on/off) 펄스주입시간 등에 의해 조절할 수 있다.2)다성분 및 단성분 다층 박막의 증착 다층 박막 제조시에는, 상기한 바와 같이 다성분 단층 박막을 제조한 다음 단일 성분 원료기체만을 주입하여서 다성분 박막과 단성분 박막을 번갈아 증착시킬 수 있으며, 다른 조성의 다성분 박막을 번갈아 증착시켜 다성분 다층 박막도 제조할 수 있다.