화합물 박막 형성과 자기장 설정: 스퍼터링 공정 최적화

 

반도체 sputter

다양한 화합물의 박막을 형성하는 반응성 스퍼터링 공정 설정하기

가스 분압은 Mass Flow Controller, MFC를 이용해 제어됩니다. MFC는 가스의 질량을 기준으로 유량을 계산하여 제어하는 모듈입니다. 반응성 가스의 양을 조절하여 정확한 화학양론비를 가진 박막을 형성할 수 있습니다. Reactive sputtering은 source target을 통해 물리적 충돌로 기판 위에 박막을 형성하고, 반응성 가스를 주입하여 화학반응을 유도합니다. 가스의 양은 챔버 내부에 주입된 전체가스와 반응성 가스의 비율에 의해 결정되며, MFC를 통해 정밀하게 제어할 수 있습니다. 특히, 0.1sccm 미만의 양도 제어 가능한 MFC 장치가 있어 가스 분압을 조절하기 용이합니다.

화합물의 박막을 형성하는 반응성 스퍼터링

- Gas pressure control - Role of Mass Flow Controller (MFC) - Reactive sputtering process - Importance of precise gas control 위의 내용은 반응성 스퍼터링의 공정과 관련된 중요한 용어들을 강조한 요약입니다. 이를 통해 다양한 화합물의 박막을 생성하는데 필요한 과정을 자세히 이해할 수 있습니다.이러한 이유로 박막 형성 공정 설정을 위해서는 정밀한 화학양론비를 고려하여 가스분압을 정밀하게 제어하는 것이 중요합니다. 또한, 플라즈마 유지 변수인 DC 또는 RF 파워, 챔버 내부 압력, 그리고 기판 온도를 적절히 조절하는 것도 중요합니다. 다양한 화합물의 박막을 형성하는 반응성 스퍼터링 공정은 매우 중요한데, 이는 화합물을 형성할 때 사용되는 주요 방법 중 하나입니다. Reactive sputtering은 증착하고자 하는 화합물을 구성하는 타겟 원자를 스퍼터 건에 장착하고, 플라즈마를 형성한 후 반응성 가스를 주입하여 화합물 박막을 형성하는 공정입니다. 이 방법을 이용하면 Al2O3, TiO2, ZrO2, HfO2, TiN, TiC와 같은 다양한 화합물의 박막을 형성할 수 있어 매우 유용합니다. 또한, DC Plasma에서 부도체 전극을 사용할 경우 양이온이 음극 표면에 축적되어 2차전자가 발생하지 않아 방전이 지속되지 않는 문제가 발생합니다. 이러한 이유로 DC Sputter는 부도체 소스타겟을 사용할 수 없지만, Reactive sputtering을 활용하면 DC Plasma를 이용하여 부도체 박막을 형성할 수 있습니다. 요약:

1. 정밀한 화학양론비를 고려하여 가스분압을 조절하는 것이 필요합니다.
2. 플라즈마 유지 변수인 파워, 압력, 온도 조절이 중요합니다.
3. Reactive sputtering을 통해 다양한 화합물의 박막을 형성할 수 있습니다.
4. DC Sputter는 부도체 전극을 사용할 수 없으나 Reactive sputtering을 이용하면 가능합니다.

고정된 자기선속과 침식 영역: 기판 위의 자기장 설정 및 Sputter Erosion 영역

자기장 설정 및 Sputter Erosion 영역 Ion Gun이 부착된 증착장비는 Magnetron 방식의 단점을 보완하기 위해 고안되었습니다. Sputter된 Target물질은 직진성을 띄어 Substrate에 증착되어 박막의 균일도 문제를 일으킬 수 있습니다. 이때 고정된 자기선속에 의해 강하게 Sputter 되어 침식되는 영역을 Erosion 영역이라고 합니다. 극이 고정되어 있으면 자기장의 선속도 기판 위에서 고정되어 있음을 의미합니다. Magnetron 방식은 장점과 단점을 동시에 가지고 있는데, 이는 Plasma가 Ar 가스보다 강하게 일어날 수 있다는 것을 의미합니다.고정된 자기선속과 침식 영역: 기판 위의 자기장 설정 및 Sputter Erosion 영역에서는 Magnetron 방식을 사용하여 영구자석의 자기장을 활용할 수 있습니다. 초기의 스퍼터링 장비에서는 영구자석이 사용되지 않았지만 향상된 효율과 생산성으로 인해 현재는 보편적으로 사용됩니다. DC Sputtering에서부터 시작하여 Magnetron이라는 용어가 자주 등장하는데, 이는 강력한 영구자석의 힘을 활용하여 전극의 에너지를 이용하지 않고 스퍼터링을 수행하기 때문입니다. 부도체를 통해 박막을 형성할 때 DC 방식은 사용할 수 없으며, RF Sputtering 방식을 사용하여 이를 극복할 수 있습니다. 부서진 Target 물질은 직진성을 가지고 Substrate 위에 안착되어 박막을 형성하는 원리입니다. 이러한 과정은 고정된 자기선속과 침식 영역에서 중요한 역할을 합니다. 요약:

1. 고정된 자기선속과 침식 영역에서 Magnetron 방식을 사용하여 영구자석의 자기장을 활용
2. 영구자석의 힘을 이용한 스퍼터링은 효율적이고 생산성이 뛰어나다
3. DC 방식 대신 RF Sputtering 방식을 사용하여 부도체를 이용한 박막 생성
4. 부서진 Target 물질은 Substrate에 직진하여 박막 형성
5. 고정된 자기선속과 침식 영역에서 중요한 역할을 한다

Metal gate로 p반도체 스퍼터링

높은 에너지를 갖는 이온을 고속으로 Target에 충돌하여 떨어져 나오는 금속 입자를 증착하는 공정이다. Target물질을 탁탁 쳐 내면서 증착시킨다고 생각하면 쉽다. Sputter이라는 영단어의 직역은 탁탁거리는 소리이다.

반도체 스퍼터링은 DC sputtering, RF sputtering, Reactive Ion sputtering으로 구분된다. 이때, Plasma 상태는 기체와는 다른 높은 에너지 상태이며, 전자와 이온으로 구성된다. 이러한 상태를 고려할 때, 고체, 액체, 기체를 넘어선 4번째 상태인 플라즈마라고 한다.

Evaporation 방식과 비교했을 때, 스퍼터링은 Target에 이온을 충돌시켜 입자를 증착시키는 공정이다. 현대 산업에서 많이 사용되는 방법 중 하나로, Metal gate로 p반도체 스퍼터링은 중요한 기술이다.

45nm 이하의 공정에서 사용되는 반도체 스퍼터링 방식과 플라즈마 상태는 metals를 이용합니다. 이때, silicon이 아닌 high-K 물질을 사용하는 이유는 reoxidation 과정에서 SiO2 대신에 더 효율적인 물질을 활용하기 위함입니다. 또한, 기판 농도를 조절하는 것이 중요하지만 섬세한 특성을 제어하기 어려워서 well을 doping을 통해 별도로 파는 것이 더 효율적입니다. 따라서, NMOS Single well을 만들고자 할 때에도 P-type wafer에서는 해당 과정이 생략될 수 있지만, Twin well 구조를 위해서는 NMOS에서도 별도의 well을 파주어야 합니다. 과정중에는 cleaning이 중요한데, 이는 major step 전에 꼭 수행되어야 합니다. 이후 과정에서는 생략되지만 초기에는 반드시 필요한 과정입니다. 이와 관련하여, OLED 업황이 회복되고 있는 가운데, AP 시스템은 주목받을만한 기업으로 평가되며 투자자들의 관심을 받고 있습니다. 또한, 엔켐과 중앙첨단소재는 강세를 보이고 있어 투자자들의 매수세가 높아지고 있습니다. 특히, 중앙첨단소재가 엔켐 그룹에 편입되면서 2차전지 신사업이 활발해질 것으로 전망되어 투자자들의 기대가 높아지고 있습니다. 이러한 분석을 토대로, 반도체 산업 및 주요 기업에 대한 투자 결정을 내리는 데 도움이 될 것으로 기대됩니다.

1. 45nm 이하 공정에서의 반도체 스퍼터링 방식과 플라즈마 상태
2. Well을 doping을 통한 세밀한 특성 제어
3. Cleaning 과정 중요성
4. OLED 업황 회복 및 투자 기회
5. 중앙첨단소재와 엔켐의 강세와 투자 가능성

중앙첨단소재 주식 상슨과 실적 개선 기대댐

중앙첨단소재는 최근 엔켐 그룹 관계사에 편입되었으며 매출액은 12.20% 증가하였습니다. 특히 국방기술품질원과의 탐색구조헬기 영상전송장비 기능 개선 계약으로 실적 개선이 기대되어 주가 상승세를 보이고 있습니다. 오브젠은 SaaS 버전의 주력 솔루션을 출시하고 동남아를 시작으로 해외시장으로 확장하며 다양한 고객층에 AI 기반의 혁신적인 솔루션을 제공할 계획입니다. 또한 데이터 수집·분석 솔루션과 AI 기반의 추천서비스 솔루션을 통해 삼성 모니모와의 큰 계약을 체결하여 성공적인 흐름을 이어가고 있습니다. 바이오중유 사업을 통해 매출의 97%를 차지하는 중앙첨단소재는 국내외에서 원료물질을 가공하고 에너지업체에 공급하고 있습니다. 에스아이리소스 자원판매사업도 매출의 품목이나 형태에 따라 중앙첨단소재의 주식 상승세와 실적 개선을 기대하고 있습니다.중앙첨단소재의 주가 상승세와 실적 개선 기대감은 탄 채굴판매, 바이오중유 제조판매, 유연탄 채굴판매로 구분되고, 기타사업 부문은 건축자재 등의 유통이 있다. 같은 기간 매출액은 70억원으로 49.3% 증가했으나 순손실은 93억원으로 적자를 지속했다. 지난해 영업손실이 86억원을 기록해 전년 대비 적자를 확대했다. 에스아이리소스의 실적이 바닥을 통과하고 있다는 인식에 강한 매수세가 몰리고 있는 것으로 보인다. 주가는 하락추세에서 반전하는 모습이다. 60일 이평선을 터치하고 있다. 글로벌 전력기기 수요 증가세에 실적도 빠르게 개선했다. 지난 2021년부터 2023년까지 3개년 평균 매출과 영업이익 증가율은 각각 81.9%, 865%에 이른다. 올 1분기엔 매출액 706억원, 영업이익 233억원으로 분기 영업이익률이 32.9%에 달했다. 산일전기는 1990년대 일본을 시작으로 미국·유럽 등 수출에 주력해왔다. 그 결과 매출 절반 이상을 해외에서 거두는 수출 중심으로 기업으로 성장했다. 최근엔 미국 시장의 변압기 수요가 늘면서 2021년 66.4%였던 수출 비중이 올해 1분기 84.5%까지 확대했다. 동사는 관계기업인 티사이언티픽이 가상화폐거래소 빗썸을 운영하는 빗썸코리아의 지분을 보유하고 있어서 가상화폐 관련주로 시장에서 알려져있다. 중앙첨단소재의 주가 상승세와 실적 개선 기대감, Summary:

1. 중앙첨단소재의 실적 개선으로 기대감이 증가하고 있다.
2. 매출액은 70억원으로 49.3% 성장했으며, 영업이익률은 32.9%에 달했다.
3. 산일전기는 해외 수출에 주력하여 수출 비중이 확대되었다.
4. 동사는 가상화폐 관련주로도 유명한 기업이다.

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