TECHNOLOGIESALD
ALD
원자층 증착 (atomic layer deposition, ALD) 방법은 각각의 반응 기체들을 순차적인 펄스 형태로 주입하여 기상반응을 억제하고 기판표면에서 자기제한적인 흡착 과정(self-limited adsorption)을 통한 표면 반응에 의해 박막을 형성하는 방법이다. 전체증착되는막의 두께는 증착 사이클의 수를 통해 조절되기 때문에 원자 층 단위에서의 두께 조절이 용이하다.

원자층 단위로 박막을 형성하는 ALD는 일반적으로 아래와 같이 이루어진다.
1. 전구체 (precursor) 흡착 및 퍼지 : 증착을 원하는 물질이 포함된 전구체 를 기판 표면에 흡착시킨다.
이 과정에서 전구체의 배위자(ligand)들에 의해 자기 제한적인 흡착 과정이 진행됨에 따라 일정량 분자들이 흡착된 후에는 더 이상 흡착이 진 행되지않게된다.
전구체끼리의 흡착은 물리흡착으로 이루어져 결합력이 약하기 때문에 쉽게 떨어질 수 있으며, 반면 기판과 흡착한 전구체는 화학흡착으로 더 강한 결합을 하기 때문에 그 다음 단계인 purge 단계에서 물리흡착한 전구체는 모두 떨어져 나가 제거되고 화학흡착한 전구체는 흡착된 채로 남아 있게 된다. 이러한 화학흡착과 물리흡착의 차이에 의해 원자층 단위의 조절이 가능하게 된다.
2. 반응체 (reactant) 반응 및 퍼지 : 원하는 박막을 만들기 위해 반응체를 공급하게 되면, 반응체와 기판에 흡착되어 있는 전구체가 서로 표면 화학 반응을 하여 막이 형성되고, 물리흡착된 반응체와 부산물은 이어지는 퍼지 과정에서 제거되고 원자층 만큼 성장하게 된다. 이와 같은 과정이 한 사이클로 구성되며 증착 속도는배위자의 크기 효과로 인해 보통 사이클당 당 원자층 이하로 나타나는 특성을 보인다.
이렇게 원자층 증착은 표면에서의 반응을 이용하고 물질들을 교대로 주입하기 때문에 증착속도가 느리다는 단점이 존재함에도 불구하고 완벽한 단차피복성을 보여주는 한편, 표면 반응을 통하여 증착이 진행되므로 적절한 전구체와 반응체의 선택을 통해 비교적 저온에서 고품질의 박막증착이 가능하다.
Technology reports의 ALD principle 자료 참고