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마그네트론 스퍼터링 (Magnetron Sputtering) 알아보기 원래 스퍼터링 장비에는 마그네트론 이라는 장치가 없이 사용되어 왔습니다. 마그네트론 장치가 붙는다고 하여 스퍼터링의 원래가 변하는 것은 없습니다. 사람들은 항상 무엇인가 더 좋은 효율을 만들기 위해 노력을 많이 하요. 마그네트론 역시 스퍼터링의 효율을 좋게 하기 위해서 사용된 장치 입니다. 일반적으로 방전가스의 이온화율이 낮으면 음극인 타겟에 충돌해야 하는 이온의 수가 적어서 낮은 스퍼터링 율을 가지게 됩니다. 그 결과 낮은 증착속도를 가지게 되는 현상이 발생됩니다. 하지만, 마그네트론을 적용하게 되면 타겟의 이온와율 증가시켜 전기장으로부터 방출되는 전자를 타겟 바깥으로 형성되는 자기장내 국부적으로 모아 Ar과 충돌을 촉진시켜 스퍼터링 율을 높일 수 있습니다. 마그네트론을 적용하면 아래와 같은 현상이 일..
스퍼터링 (Sputtering) 알아보기 스퍼터링은 물리적 기상 증착법 중 하나입니다. 광범위하게 사용되고 있는 증착 방법이기도 합니다. 아래의 그림은 스퍼터링 원리를 간단하게 표현한 개략도입니다. 그림은 제 논문에서 가져왔습니다. 아무래도 그림을 먼저 가져오는 게 설명하기 쉬울 듯하네요. 스퍼터링(Sputtering)은 진공 챔버 안에서 일정한 양의 반응 가스와 전력을 타겟에 공급을 해주면 타겟 주위에 글로우 방전이 일어나고 방전 영역에 존재하던 원자, 분자, 이온 등 높은 에너지를 가진 입자들이 타겟의 표면과 충돌할 때 충돌한 물질의 에너지가 타겟 표면 물질들의 결합에너지 보다 크면 타겟의 물질이 밖으로 튀어나오는 원리를 말합니다. 타겟의 물질이 밖으로 튀어나온 원자들이 기판에 붙으면서 박막이라는 것이 형성되게 됩니다. 반응 가스로는 Ar ..
박막 증착 기술(물리적 기상증착법 : Physical Vapor Deposition, PVD), (화학적 기상증착법 : Chemical Vapor Deposition, CVD) 박막을 형성하는 방법에는 여러 가지가 존재합니다. 하지만, 크게 2가지 방법으로 구분 지을 수 있습니다. 물리적 성질을 이용하거나 화학적 성질을 이용하는 2가지 방법으로 말입니다. 그래서 우리는 물리적 기상 증착법(Physical Vapor Deposition, PVD)과 화학적 기상 증착법 (Chemical Vapor Deposition, CVD)으로 정확한 표현으로 사용되고 있습니다. 우리 모두가 생각하고 있는 흔히 과학 과목에 있는 물리와 화학이라는 가장 기초적인 개념과도 일맥상통합니다. 물리적 기상 증착법은 고진공 환경에서 고체상태(=Target)의 물질을 열 또는 운동에너지에 의해 증기로 만들어 기판에 박막을 형성하는 방법입니다. 화학적인 변화는 없이 오로지 물리적 변화에 의해서만 박막이 형성되..
진공(Vacuum) 알아보기 진공은 사전적인 의미로 본다면 물질이 전혀 존재하지 아니하는 공간. 인위적으로 만들어 낼 수는 없고. 실제로는 극히 저압의 상태를 이른다.라고 나와 있습니다. 실제로도 완벽한 진공 상태를 만들 수는 없습니다. 우리는 단지 완벽한 진공에 도달하려고 수많은 노력을 하는 것뿐입니다. 그리고 우리는 이 진공이라는 개념을 이해하기 위해서는 압력을 이해하고 있어야 합니다. 압력은 단위 면적에 수직으로 작용하는 힘을 말합니다. 같은 크기의 힘을 주어도 면적이 좁을수록 더 큰 압력이 가해집니다. 압력을 수식으로 표현을 하면 P=F/A A는 힘이 작용하는 면의 크기, F는 면에 수직으로 가해지는 힘입니다. 압력은 작용하는 대상에 따라 용어가 조금씩 다릅니다. 예를 들어 물에 압력은 수압이라고 하고, 기체의 압력은 기압이..
TFT-LCD(Thin Film Transistor - Liquid Crystal Display)의 구조 TFT - LCD 구조에 들어가기 앞서 필수적으로 알고 있을 내용이 3개의 서브픽셀이 하나의 픽셀을 만들고 서브픽셀 하나당 하나의 TFT를 가지고, TFT는 스위칭 소자로 문턱전압보다 높은 전압을 인가해줘야 채널이 형성이 되어 TFT가 On 된다는 점입니다. TFT-LCD(Thin Film Transistor - Liquid Crystal Display)의 구조를 간단하게 표현하면 하판(TFT Array)과 상판(Color Filter)으로 구분을 할 수 있고 그 사이에 액정이 있는 구조로 전압이 인가가 되면 액정이 동작을 하고 그로 인해 화면에 원하는 이미지나 영상이 구현이 되는 것입니다. 우리는 LCD와 OLED(Organic Light-Emitting Diode)를 많이 비교를 하곤 합니다. 대략 ..
TFT(Thin Film Transistor) 서브픽셀(Sub-Pixel)과 등가회로 (Equivalent Circuit) 앞선 글에서 서브픽셀 3개가 모여 하나의 픽셀(RGB)을 이룬다고 했습니다. 하나의 픽셀에 TFT가 하나가 아니라 서브픽셀 하나에 TFT가 하나라고 했습니다. TFT 단면도 설명에는 TFT의 구조만 나왔을 뿐 하나의 TFT에 하나의 서브픽셀과 등가 회로를 통해 조금 더 디테일하게 알아야 됩니다. 우선 서브픽셀 단면도와 등가회로를 본다면, 아래의 그림과 같은 구조를 가집니다. 서브픽셀 단면도는 하나의 서브픽셀에 하나의 TFT가 존재하고 Data 배선에 연결되 화소 전극까지 부분이 TFT 기판 영역입니다. 상판에는 컬러필터와 공통전극 BM(Black Matrix)가 있습니다. (실제 TFT-LCD 구조보다는 간단한 구조이기에 생략된 부분이 많습니다) 디테일하게 들어가자면 TFT는 Data line과 Pixe..
반도체 종류 : 메모리 반도체, 비메모리반도체(시스템반도체) 반도체 회사 어떠한 형식으로 존재하는 가에 따라서 분류가 되는 것처럼 반도체 역시 어디에 쓰는지에 따라 메모리 반도체와 비메모리 반도체(=시스템반도체)로 나누어집니다. 국내 반도체 거대 기업인 삼성과 하이닉스는 메모리 반도체에서 높은 점유율과 매출을 올리고 있습니다. 하지만 메모리 반도체에 국한하지 않고 시스템반도체까지 포함을 한다면 그 순위는 조금 달라지게 될 것입니다. 전 세계 반도체 시장을 보더라도 시스템반도체가 70%를 차지하고 메모리 반도체가 30% 정도를 차지합니다. 물론 삼성이 자체 AP(Application Processor) 칩(엑시노스)을 설계하고 생산까지는 하지만 아직 그 영향력은 미미합니다. 비메모리 분야 외 다른 분야로 눈을 돌린 것이 파운드리 사업이 아닐까 하는 생각이 듭니다. ..
반도체 회사 종류 : 종합반도체(Intergrated Device Manufacturer ; IDM), 파운드(Foundry), 팹리스(Fabless) 현재 반도체 업계는 그야말로 핫(hot)합니다. 우리가 실 생활에 사용하고 있는 전자제품 중 반도체가 거의 들어가지 않는 것이 없을 정도이니까요. 거기에 5G / 클라우드 / AI 등과 같은 등장은 반도체의 중요성을 더욱 부각시키는 요인이기도 합니다. 그리고 현재 우리나라도 반도체 산업은 아주 중요하기도 합니다. 대표적인 회사로는 삼성과 하이닉스를 꼽을 수 있죠. 다른 국내회사를 꼽자면 매그나칩, 동부하이텍, 실리콘웍스 등과 같은 회사들도 있습니다. 하지만 각각의 회사들은 다른 성격을 가지고 있습니다. 반도체 회사는 크게 종합 반도체(integrated Device Manufacturer ; IDM), 파운드(Foundry), 팹리스(Fabless)로 구분할 수 있습니다. 종합 반도체 회사는 반도체 설계..