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[국가핵융합연구소] 박막 표면 가열 및 고품질 질화막 증착을 위한 저에너지(<50eV) 불활성기체 및 질소 발생 장치

최고관리자　 0 Comments　 1 Views　 20-11-10 15:46　 기계

빔 플릭스 및 수송 효율이 향상된 등록 중성입자빔 생성 장치 및 생성 방법

보유기관 및 연구자 : 김성봉 / 국가핵융합연구소

상담신청 기술문의

TRL09
사업화
- 본격적인 양산 및 사업화 단계
TRL08
시작품 인증/
표준화
- 일부 시제품의 인증 및 인허가 취득 단계
  - 조선 기자재의 경우 선급기관 인증, 의약품의 경우 식약청의 품목 허가 등
TRL07
Pilot 단계 시작품
신뢰성 평가
- 시작품의 신뢰성 평가
- 실제 환경(수요기업)에서 성능 검증이 이루어지는 단계
TRL06
Pilot 단계 시작품
성능 평가
- 경제성(생산성)을 고려한, 파일로트 규모의 시작품 제작 및 평가
- 시작품 성능평가
TRL05
시제품 제작/
성능평가
- 개발한 부품/시스템의 시작품(Prototype) 제작 및 성능 평가
- 경제성(생산성)을 고려하지 않고, 우수한 시작품을 1개~수개 미만으로 개발
TRL04
연구실 규모의
부품/시스템 성능평가
- 연구실 규모의 부품/시스템 성능 평가가 완료된 단계
- 실용화를 위한 핵심요소기술 확보
TRL03
연구실 규모의
성능 검증
- 연구실/실험실 규모의 환경에서 기본 성능이 검증될 수 있는 단계
- 개발하려는 시스템/부품의 기본 설계도면을 확보하는 단계
- 모델링/설계기술 확보
TRL02
실용 목적의 아이디어/
특허 등 개념 정립
- 실용 목적의 아이디어, 특허 등 개념 정립
TRL01
기초 이론/
실험
- 연구과제 탐색 및 기회 발굴 단계

기술개요: ○ 50eV 이하의 저에너지를 가지는 질소와 Ar, He 등의 불활성기체를 발생하는 것이 핵심 기술임.
○ 저에너지 기체를 박막에 공급하게 되먼 박막 표면을 가열하는 효과를 얻을 수 있어, 고품질의 박막을 얻을 수 있음.
○ 사용하는 기체에 따라서 Single crystal, Nano crystal 구조를 가지는 고품질 및 고밀도 박막을 얻을 수 있음

기술적 개선점: ○ 이온이 아니라 중성입자를 발생하여 공급함.
○ 기존 기술은 박막 표면에 입사하는 중성입자의 플럭스가 낮아서 박막 표면 가열 효과가 매우 적었지만, 본 기술은 기존 기술의 플럭스보다 10배 이상의 플릭스를 공급함으로써 박막 표면 가열 효과가 뛰어남.
○ 고밀도 ECR 플라즈마를 활용하기 때문에 고진공(10^-5 ~ 10^-3 Torr)에서도 공정이 가능함.
○ 기존 ECR 플라즈마의 형태에서 벗어나, 선형 장치 및 원형 장치 모두 가능함.

시장 전망: ○ 세계 반도체 시장은 2020년에 465억 달러로 전망됨. (2015 년 대비 43.9%증가)
○ NAND 시장은 스마트폰 시장 증가 및 SSD 출하량 증가에 힘입어 지속적으로 성장하고 있음.
○ 이와 같이 시장의 성장과 더불어 본 기술의 적용 가능성은 충분할 것으로 판단됨.

기술사진: ○ MOCVD(Metal-Organic Chemical Vapor Deposition)는 1050℃에서 GaN(질화갈륨) 단결정을 증착하는 특징이 있으나, 본 발명에 따른 저에너지 불활성기체 및 질소 발생 장치를 이용하면, 저에너지 질소가 박막 표면을 가열하기 때문에 600℃ 이하의 낮은 온도에서도 동일한 품질의 GaN(질화갈륨) 단결정을 증착할 수 있음.

응용 분야: ○ 반도체 디스플레이 고품질 박막 증착 장비(투명전극, 질화막 등)
○ 저온 증착 공정
○ Nano crystal 박막 증착

상용화 계획: ○ 예상설비 구축비용 : 장비 유형(선형, 원형) 및 크기에 따라 상이
○ 설비 및 이전 예상 소요시간 : 6~12개월
※ 설비규모, 구축환경 등에 따라 변동 가능