이번 게시물부터는 CMP 공정(Chemical-Mechanical Polishing)에 대하여 알아보겠습니다. CMP 공정 (Chemical Mechanical Polishing) : 웨이퍼 표면에 생성된 산화막, 금속막 등의 박막을 화학적 작용과 물리적 작용을 동시에 활용하여 평탄화하는 공정 1. CMP 설비 구성 1) 연마 패드 : 패드의 경도, 표면 거칠기 등 패드 특성이 CMP 공정 품질에 중요 2) 웨이퍼 캐리어 (연마 헤드) : 웨이퍼를 고정하고 압력을 가해 CMP 패드에 눌러줌과 동시에 웨이퍼를 일정 속도로 회전시킴 3) 슬러리 분사기 : 선택비 향상 등 CMP 특성을 개선할 수 있음 2. CMP 원리 1) 산화막 CMP 2) 금속 CMP 3. CMP 공정의 중요 파라미터 1) Removal..

지난 시간에 이종에피로 인해 기판과 에피 성장된 막간 발생하는 스트레스에 대하여 알아보았습니다. 이번 시간에 더 자세하게 알아보겠습니다. 기판보다 격자 상수가 큰 경우 에피막은 압축응력(compressive stress)을 받게 되고, 기판보다 격자 상수가 작은 경우에는 인장응력(tensile stress)을 받게 됩니다. 성장된 막이 두꺼워질수록 응력이 커지게 되는데, 그 힘에 의해 기판(웨이퍼)이 휘거나 심한 경우 깨지기도 합니다. 또한, 기판과 격자 상수의 차이가 클 경우 기판의 결정성을 에피막이 유지할 수 없기 때문에 에피택시 성장이 되지 않습니다. 보통 약 5~10% 격자 상수의 차이 내에서 에피막이 성장되며 그 이상의 차이나 나는 경우 에피막이 아닌 박막이 성장됩니다. 이는 에피 성장의 메커니..

이번 시간부터는 에피택시 성장법 (Epitaxial Growth, Epi)에 대하여 알아보겠습니다. 에피택시 성장법 (Epitaxial Growth, Epo) 에피택시 성장법은 최근 20 나노 이하 미세구조의 반도체에서 매우 중요한 공정 중 하나입니다. 과거에는 주로 화합물 반도체를 중심으로 단결정 기반의 고효율 고성능 광학 특성을 이용하기 위해 많이 사용되는 기술이었습니다. Si 기반 반도체에서도 소자가 작아지면서 물질 본질적인 특성의 한계를 극복하기 위해 사용하고 있습니다. 상업적으로 가장 에피택시 공정을 성공적으로 잘 사용하는 분야가 LED 광소자 분야입니다. 사파이어 기판에 질화갈륨을 에피 성장시켜서 발광소자로 사용하고 있습니다. 에피택시의 기본 원리와, 왜 소자가 작아지면서 에피공정을 도입하였는..

지난 시간에는 이온 주입 방법이 실리콘 격자 구조에 손상을 주므로 후속 열처리(Annealing)를 하는 것까지 알아보겠습니다. 이번 시간에는 후속 열처리 후에도 남아있을 수 있는 단점에 대하여 알아보며 시작하겠습니다. 이온 주입 공정은 고에너지 이온이 실리콘 격자와의 충돌에 의한 손상이 열처리(Anneal) 후에도 Dislocation 등 결함으로 남아 있을 수 있고 이 경우 p-n 접합 누설 전류가 증가합니다. 따라서 이온 주입 공정 후 적절한 열처리 공정은 매우 중요합니다. 보통 저온(500~600도)에서 이온 주입에 의해 비정질화된 실리콘이 재결정화되면서 결함이 제거되지만 활성화를 위해서는 고온(750~900도)에서 긴 시간(>30분) 동안 열처리를 하게 됩니다. 그러나 이 경우 소스/드레인 접합..

지난 게시물과 이어집니다. 이온 주입 시 채널링 방지를 위해 각도를 줘서 7도 정도 틸트를 하는 경우 이온 주입될 영역 주변의 구조물로 인해 입사되지 않는 영역이 발생합니다. 이온이 수직으로 입사되는 경우와는 다르게 말입니다. 이 현상을 그림자 효과(Shadow effect)라고 하는데, 폴리실리콘의 구조물에 각도를 가지고 이온이 입사되기 때문에 경계면 근방에 이온이 주입되지 않습니다. 이러한 현상을 개선하기 위해 웨이퍼를 0도, 90도, 180도, 270도로 회전하면서 이온 주입을 하게 되는데, 그 양을 1/4씩 하게 되면 원하는 양의 이온 주입이 그림자 효과가 개선된 상태로 진행됩니다. 확산 방식과 이온 주입 방식의 특성을 비교해 보겠습니다. Diffusion - 높은 온도의 공정 - SiO2와 같은..

이온 주입기의 질량분석기 (Mass analzer)부터 이어서 보도록 하겠습니다, 이온 소스에서 전압 V로 추출된 운동에너지 -1/2mv^2 = qV를 갖는 이온이 Analyzer Magnet의 자기장 B를 통과하면 mv^2/R = qvB의 원운동을 하게 됩니다. 이 두 식을 정리하면 m/q = B^2*R^2/(2V), 즉 원하는 이온(m/q)을 고정된 반지름 R을 가진 장치에서 자기장 B를 조절해서 분리해 낼 수 있습니다. 이렇게 추출된 원하는 이온을 빔라인부에서 원하는 에너지로 가속시키고 집속(Focusing)시킵니다. 이렇게 집속 된 빔을 웨이퍼 표면에 주사(Scanning)하여 이온 주입(Ion Implanation)을 진행합니다. 주입된 이온의 양은 Faraday Cup이라는 장치를 이용해 측정..