1. 수행배경

반도체 소자 사이즈가 줄어듦에 따라 다양한 소자와 구조에 따른 기존 박막 물질의 개선이나 새로운 물질의 합성이 필요하며, 같은 물질이라도 수많은 공정에 대한 이해와 최적화가 필수적으로 필요하다. 그러나 현재 많은 논문과 연구개발에서는 단순히 실험적 접근법 만을 이용하고 있어 많은 한계점을 보이고 있다. 복잡한 나노 스케일의 반도체 공정에서 ALD 기술이 앞으로 주류 기술로 사용될 것은 자명한 사실이며, 이에 따라 ALD 공정의 기본적인 메커니즘의 이해와 비용적인 측면에서의 효율적인 공정 설계가 필요하다.

2. 수행기간

• 2020.04.16~2020.09.16        

3. 개발작품 설명

효율적인 공정 설계를 위해 실험적 접근 뿐만 아니라, 이론적 계산, 실험 결과의 분석이 필요하다. 따라서 무작위적인 샘플링을 통해 무작위적인 흡착을 구현하는 Monte Carlo 함수를 이용한 시뮬레이션을 DFT 결과 값 관련 논문과 접목시켜 흡착 과정에서 일어나는 steric hindrance를 분석하고 이러한 방법으로 구한 이론적 계산 값을 실험에서 얻어진 값과 비교 분석하고 다층 박막 증착에 대한 실험 또한 시뮬레이션으로 구현했다.        

4. 활용방안

대부분의 공정은 single crystal 기판에서 진행이 되어 poly crystal 기판으로 공정을 했다는 실험 데이터와 논문은 극히 드물다. 공정 자체가 쉽지 않을 뿐더러 긴 장비 사용 시간, 그리고 비싼 전구체의 가격 등 타산이 안 맞아 잘 하지않는 실험이기에시뮬레이션을 통해 접근하기 위해 Titanium Nitride(TIN) 과 Si(silicon)의 single crystal 기판과 polycrystal 기판을 제작하였다. 이를 활용하여 다양한 기판에서 다양한 전구체의 흡착 정도를 예측하고 비교할 수 있다.