#1. ALD(Atomic Layer Deposition) 간단 정리

#1. ALD 간단 정리!

ALD(Atomic Layer Deposition)는 나노 기술 분야에서 사용되는 고급 박막 증착 기술입니다.

말 그대로, 원자 단위로 박막을 증착하는 과정을 의미합니다.

 

ALD는 높은 균일성, 고해상도, 나노 두께 제어 등의 특징을 가지고 있어, 다양한 분야에서 광범위하게 활용되고 있습니다.

 

ALD의 작동 원리는 다음과 같습니다.

 

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• 기초물질 공급: 전구체(Precursor)를 반응 챔버에 공급합니다. 기초물질은 원자 또는 분자 형태로 공급되며, 박막의 화학 조성을 결정합니다.
• 반응 가스 공급: 기초물질 공급 후, 반응 가스(Reactant)를 반응 챔버에 공급합니다. 반응 가스는 기초물질과 반응하여 원자 또는 분자 형태로 표적 표면에 흡착됩니다.
• 반응: 전구체와 반응 가스 사이에서 화학 반응이 일어나 원자 또는 분자가 표적 표면에 흡착됩니다. 이때, ALD는 매우 정교한 반응 제어를 통해 단 한 번의 반응이 일어나도록 합니다. 반응이 끝나면 반응 챔버를 청소하기 위해 스페이서(Spacer)를 사용합니다.
• 재확산 : 반응이 끝난 후, 반응 챔버에 다른 가스(Purge Gas)를 공급하여 흡착된 원자 또는 분자를 재확산시킵니다. 이 과정을 통해 다음 반응을 위한 표면이 다시 준비됩니다.

 

 이와 같은 과정을 반복하여 원하는 두께와 화학 조성을 가진 고급 박막을 형성할 수 있습니다. ALD는 반응 제어가 매우 정교하게 이루어지기 때문에 높은 균일성, 높은 나노 두께 제어, 다양한 기능적인 박막의 형성이 가능하며, 반도체, 디스플레이, 에너지 저장, 나노 전자소자, 광학, 의료 등 다양한 분야에서 활용되고 있습니다. 또한, ALD는 CVD(Chemical Vapor Deposition)나 PVD(Physical Vapor Deposition)에 비해 저온에서 작동하기 때문에 열에 민감한 재료나 기판에도 적용 가능하며, 높은 재현성과 안정성을 가지고 있어 산업적으로 확장될 수 있는 기술로 평가되고 있습니다.

 

ALD는 반응 제어와 재형성 능력이 뛰어나기 때문에 다양한 종류의 박막을 형성할 수 있습니다. 예를 들어, 금속, 금속 산화물, 금속 나이트라이드, 유기 박막 등 다양한 화학 조성의 박막을 형성할 수 있습니다. 이는 다양한 응용 분야에서 원하는 기능성과 성능을 가진 박막을 제조할 수 있게 해줍니다.

 

또한, ALD는 나노 두께 제어가 매우 우수하며, 균일한 박막 증착이 가능합니다. 이는 다양한 나노 스케일 응용 분야에서 중요한 요소로 작용합니다. 예를 들어, 반도체 제조에서 초소형 트랜지스터 및 캐패시터 등의 나노구조 형성에 활용되며, 디스플레이 기술에서는 투명 및 전기적 특성을 갖는 박막 형성에 사용됩니다.

 

ALD는 또한 다양한 기능성 박막의 형성이 가능하다는 점에서 매우 유용합니다. 예를 들어, 마이크로 전자소자에서의 저항 및 유전체 제어, 솔라셀에서의 광흡수층 형성, 촉매 소재에서의 촉매 증착 등 다양한 응용 분야에서 기능성 박막 형성에 사용됩니다.

 

ALD는 나노 기술 분야에서 높은 관심과 기대를 받고 있는 고급 박막 증착 기술로, 더 다양한 응용 분야에서의 적용이 예상되고 있습니다.