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반도체 도핑 공정(Doping) 1. 확산 공정 진성 반도체 실리콘은 부도체에 가까운 특성을 가진다. 이러한 실리콘에 전기적 특성을 부여하기 위해서는 붕소(B), 인(P) 또는 비소(As)를 불순물로 주입 시켜 각각 p형, n형 반도체로 만들어 주어야 한다. 확산 공정을 통해 불순물을 주입하는 과정은 불순물을 주입하는 Pre-deposition 과정과 불순물을 전기적으로 활성화하고, 원하는 Junction 깊이를 갖도록 확산시키는 후속 열처리 과정으로 구성된다. 이 두 과정은 별도의 것이 아니고 동시에 진행되는 과정으로 이해하면 된다. 확산 공정은 불순물을 포함한 가스나 액체, 고체 등을 확산 원(Diffusion Source)으로 하여 후속 열처리 과정을 통해 실리콘 내부로 확산시키는 공정을 사용하였다. 확산의 기본 개념은 농도 차이.. 2022. 10. 24.
반도체 산화공정(Oxidation) 실리콘(Si)이 가장 보편적인 반도체 물질로 사용되는 여러 가지 이유 중 공정 관점에서 가장 중요한 점은 안정된 구조의 산화물(SiO2) 형성이 가능하다는 것이다. SiO2는 우리가 흔히 모래에서 볼 수 있는 석영과 같은 물질로, 절연성이 좋은 부도체인 동시에 불순물로부터 Si를 보호하는 양질의 마스크 역할을 할 수 있다. 또한 고온의 산소 분위기에서 성장시킨 열 산화막은 계면 특성이 우수하다. 이러한 특성 때문에 현대 반도체 기술의 기본 소자인 MOS 소자에 양질의 게이트 절연막으로 사용할 수 있고, 산화공정은 현대 반도체 기술이 가능하게 만든 핵심 공정이라 할 수 있다. 1. 열 산화막의 특성과 역할 열 산화막은 식각 공정에 의해 쉽게 선택적으로 제거된다. SiO2는 불화수소산에 쉽게 녹지만 Si는 .. 2022. 10. 24.
반도체 박막 공정 1. 박막 공정의 개요 박막 공정은 노광 및 식각공정과 더불어 반도체 산업의 초기부터 사용되어 온 공정이다. 3차원의 소자 구조를 만들기 위해 막을 만들고 그 막에 패턴을 만드는 방법으로 반도체 공정이 진행되고, 기술의 발전과 목적에 따라 평탄화(CMP) 공정 등 다양한 방법의 공정이 추가되고 있다. 박막 공정은 기술이 발전하면서 더 얇고 균일하게 증착하는 방향으로 개발되어 왔으며, 특히 3차원 구조에서 작은 Trench의 측벽과 바닥에 균일하게 막을 형성하기 위하여 많은 공정 방법이 개발되었다. 박막 공정을 방법적으로 분류하고 산업의 성장 역사의 흐름에 맞추어 각 박막 성장법이 쓰이게 되는 이유와 원리 그리고 활용법에 대해 다루겠다. 먼저 1마이크로미터 이하 두께의 막을 박막(Thin Film)이라 하.. 2022. 10. 24.
반도체 식각공정(ETCH) 식각공정(ETCH)은 포토 공정에서 정의된 영역의 하부 박막을 제거해서 원하는 반도체 회로 형상을 만드는 것이다. 따라서 포토 공정에서 만들어진 모양 그대로 식각을 할 수 있는지가 식각 능력을 판단하는 중요한 기준이 된다. 우선 포토 공정에서 정의한 모양대로 박막 형상을 만드는 방법에는 식각(Etching), Lift off, 상감법(Damascene)의 세 가지가 있다. 식각 방식은 화학 반응을 이용하여 감광제 마스크에 의해 가려지지 않고 노출된 하부 물질을 제거하는 방법이다. 따라서 화학 반응의 결과물이 녹지 않거나, 휘발성 반응물을 형성하지 않는 물질은 식각 방식으로 패턴을 형성할 수 없다. 이러한 경우에 사용하는 방법이 감광제 마스크 위에 박막을 증착한 후 감광제를 제거하여 감광제가 없었던 부분에.. 2022. 10. 24.