[산업공학도의 반도체?] 02. 물성 분석 장비

안녕하세요. 방깎노입니다. 

이번 시간엔 지난 번 물성 분석 내용과 관련돼서,

어떻게 물성분석을 하는지, 어떤 장비를 활용하는지에 대해 적어보겠습니다. 

 

1. 분석은 어떻게?

 

재료의 물리적 성질을 분석하기 위해선 '분석 장비'가 필요합니다.

 

분석 장비의 분석 순서는 3단계로 간단하게 생각해볼 수 있습니다.

 

1) 특정 요소 (빛, 전자빔, 물리적 힘 등)을 분석 대상에 가해준다. 

2) 가해진 요소와 분석 대상이 상호작용한다.

3) 상호작용의 결과를 읽어(detection) 원하는 물성을 알아낸다.

 

이렇게 보면 간단하죠?

하지만, 사실 정말 다양한 장비들이 있고, 각 장비마다 분야도 정말 깊어 어렵습니다...ㅠㅠ 

 

그래도 제가 알고 있는 선에서 정리해보도록 하겠습니다!

 

2. 어떤 장비들이 있을까?

 

아까 파트에서 말씀드렸던 순서대로 정리해보았습니다!

장비	Input	상호작용	Output	분석 결과
XPS	X-ray	광전자효과	광전자의 운동에너지	조성, 화학 결합 상태
SIMS	Primary ion beam	이차 이온 방출	방출된 이차 이온의 질량/에너지	조성, 깊이 프로파일
APT	Electric field & laser	이온화 및 필드 증발	원자 위치 및 원소 식별	3D 원소 분포
Raman	Laser	광산란(라만 산란)	산란된 광 신호	분자 구조, 결합 상태
FT-IR	IR light	분자 진동 흡수	흡수된 IR 신호	화학 결합 종류
XRD	X-ray	X선 회절	회절 패턴 (2θ)	결정 구조, 격자 상수
TEM	Electron beam	전자 투과 및 산란	이미지 & 회절 패턴	결정 구조, 결함
EBSD	Electron beam	전자 후방 산란	회절 패턴	결정 방향성, 결정립 크기
XRR	X-ray	X선 반사	반사 강도	두께, 밀도, 거칠기
AFM	AFM tip	기계적 접촉(탐침)	표면 높낮이 데이터	표면 거칠기
SEM	Electron beam	전자 산란	표면 이미지	표면 형상
Wafer Curvature	Laser/Optical	기판 휨 측정	곡률 반경	응력(잔류 응력)
4-point Probe	Current	전류 흐름	시트 저항	시트 저항
Ellipsometry	Polarized light	편광 변화	반사율, 위상 변화	막 두께, 굴절률
PL	Laser	광 발광	발광 스펙트럼	결함 상태, 밴드갭
XRF	X-ray	형광 방출 (X-ray fluorescence)	방출된 형광 X-ray	조성 (원소 식별)

 

대략 제가 알고있는 분석 장비들에 대해 정리해보았습니다.

 

이 중에서 제가 했던, 그리고 하고있는 분야는 XRD/XRR/XPS 인데요. 

다음 시간부턴 XRD를 시작으로 정리 해보는 시간을 갖겠습니다!