박막 증착 공정이란 무엇인가요?

2024-03-25

박막 증착 기술은 중요한 재료 준비 방법으로서 전자 장치 제조, 광학 코팅, 새로운 에너지 분야 및 기능성 필름 및 기타 여러 분야에서 널리 사용됩니다. 박막 증착 기술의 발전은 재료 과학 및 공학 기술의 발전을 촉진할 뿐만 아니라 인류 사회의 지속 가능한 발전에 강력한 지원을 제공합니다.

박막 증착 기술의 원리

박막 증착 기술은 물리적 또는 화학적 방법으로 고체 표면에 박막을 증착하는 공정입니다. 일반적인 박막 증착 방법에는 물리적 기상 증착(PVD), 화학 기상 증착(CVD), 용액 방법, 원자층 증착(ALD) 등이 있습니다.

PVD 공정에서는 열 증발이나 스퍼터링 등을 통해 기화시킨 후 기판 표면에 물질을 증착하는 반면, CVD는 기체 상에서 화학 반응을 일으켜 표면에 고체 생성물을 생성합니다. 용액법은 용액 속의 용질을 기판 표면에 증착시켜 박막을 형성하는 데 사용되는 반면, ALD는 층별 증착으로 박막 균일도와 제어가 우수하여 박막을 제조합니다.

박막 증착 공정 비교

박막 증착 기술 적용

전자 제품 제조

트랜지스터 제조: 트랜지스터 제조에서는 박막 증착 기술을 사용하여 절연층 및 금속 도체와 같은 기능성 필름을 준비합니다. 예를 들어, 실리카 절연층은 트랜지스터의 절연 특성을 최적화하기 위해 물리적 기상 증착(PVD) 또는 화학 기상 증착(CVD)을 사용하여 준비됩니다.

집적 회로(IC) 제조: IC 제조 공정에서는 연결 및 배선을 위해 박막 증착 기술로 금속층, 다층 금속층 등을 준비합니다. 예를 들어, 금속 라인 준비를 위해 알루미늄 필름을 PVD로 증착하고 절연층 준비를 위해 다층 실리콘 산화물을 CVD로 준비합니다.

평판 디스플레이 제조: LCD 및 OLED 제조 공정에서 박막 증착 기술을 사용하여 투명 전도성 필름, 유기 발광층 등을 준비합니다. 광 투과 및 전도성 기능의 디스플레이를 달성하기 위해 ITO 전도성 필름 준비의 증발 방법 사용과 같은.

광학

렌즈 코팅: 광학 렌즈 제조에서 박막 증착 기술은 반사 방지 필름과 반사 필름을 준비하는 데 사용됩니다. 다층 유전체 반사 필름은 스퍼터링 방법으로 준비되어 렌즈의 투과율과 반사율을 향상시킬 수 있습니다.

필터 준비: 광학 필터는 일반적으로 특정 파장 투과 특성을 가진 박막 증착 기술로 준비됩니다. 예를 들어, 특정 파장에서 빛의 선택적 투과 및 반사를 달성하기 위해 다층 필름 스택 구조의 광학 필터를 준비하는 데 CVD가 사용됩니다.

새로운 에너지 부문

박막 태양 전지: 박막 태양 전지의 제조를 위해 박막 증착 기술을 사용하여 비정질 실리콘, 구리 인듐 갈륨 셀레나이드(CIGS) 및 기타 재료의 박막을 제조합니다. 이러한 박막 태양전지는 높은 변환 효율, 얇고 유연한 것이 특징입니다.

연료 전지 막층: 연료 전지에서는 양성자 수송층 및 수소 장벽층으로 원자층 증착(ALD) 및 기타 기술을 사용하여 티타늄 산화물 및 산화 이트륨 안정화 산화물과 같은 박막을 제조하여 연료 전지의 성능과 안정성을 향상시킵니다.

기능성 필름 분야

ITO 전도성 필름: 투명 전도성 필름인 인듐 주석 산화물(ITO) 필름은 터치 스크린, 액정 디스플레이 등의 분야에서 중요한 응용 분야를 가지고 있습니다. ITO 필름은 전류 투과 및 광 투과를 달성하기 위해 스퍼터링 방법으로 제조됩니다.

자기 필름: 하드 디스크용 자기 헤드와 같은 장치를 준비할 때 스퍼터링 또는 증착과 같은 기술을 사용하여 자기 필름을 준비하여 데이터 읽기 및 쓰기에서 높은 감도와 안정성을 달성합니다.

의료 기기 및 생물의학 분야

바이오 센서: 바이오 의료 분야에서는 박막 증착 기술을 사용하여 바이오 센서에 필요한 기능성 필름을 준비합니다. 예를 들어, 원자층 증착 기술은 바이오 센서의 민감한 감지 및 분석을 위해 특정 물질의 박막을 준비하는 데 사용됩니다.

약물 방출 시스템: 약물이 포함된 나노 필름은 박막 증착 기술로 제조되며 표적 치료 및 의학적 치료를 위해 약물 방출 속도와 위치를 제어하는 데 사용됩니다.

환경 보호 및 에너지 절약 분야

광촉매 재료: 이산화티타늄 필름과 같은 광촉매 재료는 오염 물질을 분해하고 물을 정화하기 위해 박막 증착 기술을 사용하여 제조됩니다. 이러한 필름은 효율적인 광촉매 특성을 가지고 있으며 환경 보호에 중요한 응용 분야를 가지고 있습니다.

열전달 필름: 에너지 효율을 개선하기 위해 에너지 절약형 소재 및 장비 제조에 사용하기 위해 박막 증착 기술로 열전달 특성이 우수한 소재의 박막을 제조합니다.

재료 과학 및 표면 공학

부식 방지 코팅: 박막 증착 기술은 항공우주, 자동차 제조 및 기타 산업에서 재료의 수명을 연장하고 내구성을 향상시키기 위해 사용되는 부식 방지 특성을 가진 재료의 박막을 준비하는 데 사용됩니다.

나노 구조 재료: 나노 와이어 및 나노 입자와 같은 특정 나노 구조를 가진 재료의 박막은 재료 특성 연구 및 신소재 개발을 위해 박막 증착 기술로 제조됩니다.

나노 기술 및 마이크로 나노 제조

나노 구조 박막: 박막 증착 기술은 나노 기술 분야에서 나노 구조의 박막 재료를 준비하기 위해 널리 사용됩니다. 이러한 나노 구조 박막은 표면 강화 라만 분광법(SERS)을 위한 스퍼터링으로 금 나노 입자의 박막을 준비하는 등 나노 디바이스, 나노 센서 등의 분야에서 중요한 응용 분야를 가지고 있습니다.

마이크로 및 나노 제조용 템플릿: 박막 증착 기술은 마이크로 및 나노 제조와 나노 프린팅을 위한 미크론 크기의 템플릿을 준비하는 데 사용됩니다. 고품질 금속 필름은 CVD 또는 PVD로 준비되며 마이크로 및 나노 제조를 위한 에칭 마스크 또는 증착 템플릿으로 사용됩니다.