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CVD-SiC의 제조와 응용

전문가 제언: ○ 반도체 제조공정에 사용되고 있는 세라믹 부품의 주요 소재는 Quartz, SiC, Al₂O₃, AlN등이 사용되고 있으며, 국내의 Quartz만 하여도 금액은 상상을 초월하는 정도이다. 이제까지 반도체 공정용 세라믹 부품소재로 석영이 차지하는 비중이 높았으나 최근 반도체 공정이 고집적화되고, 사용하는 실리콘 웨이퍼의 크기가 대형화되면서 석영유리의 취약점을 보완할 수 있는 재료로 탄화규소가 각광을 받고 있다.

○ 고온에서 사용되어온 석영유리 대신에 기계적 및 내화학적 특성과 입자오염에 강한 탄화규소를 대체 소재로 사용하는 것이 추진되었다. 그동안 탄화규소는 중금속 등의 불순물이 많아 문제점이 있었으나 오랜 기간연구결과 원료정제 및 고순도 공정이 개발되어 신뢰성이 높아졌다.

○ 최근 개발된 CVD-SiC 소재는 불순물 함량이 ppm 이하로 석영유리 보다 적고, 밀도도 크며, 열전도도 및 파괴강도도 석영유리보다 우수하다. 도한 열팽창계수가 다결정 Si 와 유사한 값을 가지고 있고, 장시간 공정에서 사용 후 발생하는 석영유리의 실투나 표면 flaking이 발생되지 않아 오염 감소와 세정 회수를 줄일 수 있다.

○ CVD-SiC는 기존의 공정에서 제조한 제품보다 초고순도로 제조할 수 있으며 열적성질, 내부식성이 우수하여 고온반도체 제조공정에 필수적으로 사용되고 있다.

○ Rohm and Hass 사의 CVD-SiC 제품은 bulk CVD 공정으로 제조되며 초고순도의 SiC 형태로 열, 기계적 성질이 기존의 탄화규소보다 우수한다. 특히 표면처리기술과 가공기술을 개발하여 제품의 품질을 높이고 이으며, 현재는 이 분야의 선두기업이다. 국내에서도 CVD 탄화규소에 대한 연구가 대학과 출연연구소에서 수행되었으나 실용화에 이르지 못하고 있다. 반도체 분야에서 선두인 우리나라에서 이러한 부재개발에 대하여 많은 관심이 있기를 바란다.

저자: Michael A. PICKERING, Jamie L. TRIBA
자료유형: 학술정보