소재/부품/장비 2022년 전자재료용 전구체 소재 현황분석

[ 목 차 ]

1. 개요

2. 산업 및 시장 분석

3. 기술 개발 동향

4. 특허 동향

5. 요소기술 도출

6. 전략제품 기술로드맵

1. 개요 가. 정의 및 필요성 (1) 정의  전자재료용 전구체 소재란 전자재료 공정에서 특정 물질이 되기 전 단계의 물질을 의미하며, ALD (원자층증착법), MOCVD, CVD, PECVD 등 반도체 증착공정에 전반적으로 사용되는 전구체(Precursor) 소재 ▪ (반도체 분야) 반도체에서 전구체 소재는 여러 종류의 반응 기체를 유입시켜 화학 반응을 진행하여 증착 공정에 사용되는 소재를 의미 ▪ (이차전지 분야) 이차전지 양극재 제조를 위한 상위 소재로 코발트, 니켈, 망간 등의 결합물을 의미 기화 특성을 향상시키기 위해 증착을 원하는 주요 원자를 중심으로 리간드(Ligand) 구조를 이루며, 낮은 분자량, 높은 반응성, 높은 열적 안정성 등 다양한 특성이 요구 ▪ 공정의 요구 조건에 따라서 장비 내에 기상, 액상 또는 고체 화합물 형태로 사용할 수 있으며, 증착할 박막의 종류에 따라서 유기, 무기 또는 유기금속화합물의 형태로 사용 가능  같은 물질을 증착함에 있어도 다양한 특성의 전구체가 존재하며, 각 전구체 소재에 따라 증기압, 증착 온도, 조성의 변조, 증착 속도, 부산물 제거 속도, 열적 안정성 모든 조건이 상이 ▪ 전구체를 활용할 수 있는 분야는 매우 넓으며 분야에 따라 최적의 조건을 만족하는 전구체를 활용하여 증착 공정에 활용  원자층증착법(Atomic Layer Deposition, ALD) 전구체는 금속 원자가 포함된 유기금속화합물로, 증착 챔버 내에서 해리되어 증착 표면에서 화학적 흡착과 탈착 과정을 이용하여 단원자층의 두께 제어가 가능한 증착 방법 ▪ 낮은 온도에서 고품질의 박막을 성장시키는데 핵심 소재 ▪ 기본적으로 ALD 전구체는 반도체 소자의 핵심 공정(Metal, High-k(k: 유전상수) 유전체 등)에 사용되고, CVD 전구체는 후막 공정 및 Low-k 유전체 공정에 주로 사용 [ 전자재료용 전구체 소재의 증착 메커니즘 ] * 출처: 박막 원자층 공정의 원리적 이해와 설계, 홍익대학교 화학공학과, 2021 전자재료용 전구체 소재7 (2) 필요성  전구체는 양극재 내에서 원가 비중이 약 70%에 달할 만큼 비중이 큰 부분, 양극재의 수요 확대에 맞추어 전구체의 필요량도 늘어남  반도체 소재 원료 물질인 전구체는 대부분 해외 전구체 개발 업체에 의존하고 있으므로, ALD 용 전구체의 성공적 개발 시 수출 증대 및 수입 대체 효과가 기대  주요 전방산업인 반도체 분야의 공정 미세화 추세와 신기술 도입으로 수요 증가 및 다양화 추세 ▪ High-k 유전체의 경우 기존의 게이트 절연막 재료의 두께 한계에 도달했으며, 끊임없이 새로운 소재에 대한 수요가 존재 ▪ 금속 배선용 전구체의 경우 반도체 소자의 미세화로 인하여 열처리 시 단선, 산화물 막 형성 등의 문제를 해결할 수 있는 전구체의 개발 필요성이 존재  5G의 본격적인 확대로 구글, 알리바바 글로벌 IT 기업들의 데이터 센터의 증설 계획으로 메모리 수요 확대 예상 ▪ 2018년까지 3년간 DRAM 반도체의 영업이익은 50%까지 급등하였으며, 이는 지속적인 수요 창출로 인한 가격 상승도 원인 중 하나라고 분석 ▪ 메모리 시장의 업황 또한 ‘20년부터는 회복세를 보일 것으로 전망하며, 이는 반도체 재료의 소비량 증대로 이어질 전망 ▪ OTT 사업의 증대로 IT 기업들의 데이터 센터 수요가 폭발적으로 증가할 것으로 예상됨에 따라 반도체 업계의 전반적인 시장 상승이 예상