국민대학교 신소재공학부 신소재기초실험1 반도체 에칭 실험 레포트

목차

1. 실험목적
2. 이론적 배경
3. 실험과정
4. 실험결과 및 고찰

본문내용

1. 실험목적
- 반도체 공정에서 가장 많이 사용되는 실리콘 웨이퍼를 이용하여 반도체 제조 공정 리소그래피(Lithography) 와 에칭(Etching)을 한다. 두 공정을 통해 미세한 패턴을 만들어 반도체 회로를 제조한다.

2. 이론적 배경
- 리소그래피(Lithography): 반도체 제작 공정 중 실리콘 웨이퍼에 회로 패턴을 형성하는 공정<그림1>. 필름 사진을 현상하듯 레이저를 쏴서 마스크를 통과시켜 웨이퍼에 찍어낸다.
- 불순물 반도체 (Impurity Semiconductor): 순수 반도체에 3가나 5가의 원소를 첨가하여 전자의 이동 효율을 증가 시킨 반도체로 일반 순수반도체에 비해 월등한 전자의 이동성을 가지고 있다. 이 원소를 첨가하는 행위를 도핑(Doping)이라고 한다.
- P type: 순도가 높은 4가의 Ge(저마늄)이나 Si(실리콘)을 베이스로 하여 3가의 In(인듐), Ga(갈륨), B(붕소), Al(알루미늄)을 첨가하면 8개의 전자가 서로 공유결합을 형성해야 하는데 전자 하나가 비게 된다. 이것을 정공(hole)이라 한다. 이 정공이 이동하면서 전류가 흐르게 되는 반도체 형태를 P형 반도체라고 한다.
- N type: 순도가 높은 4가의 Ge(저마늄)이나 Si(실리콘)을 베이스로 하여 5가의 P(인), Bi(비스무트), Sb(안티모니)를 첨가하면 8개의 전자가 서로 공유결합을 형성해야 하는데 전자 하나가 남게 된다. 이 남은 전자가 이동하면서 전류가 흐르게 되는 반도체 형태를 N형 반도체라고 한다.
- 웨이퍼 도핑방법: 웨이퍼 도핑 방법은 크게 2가지가 있다. 첫번째는 열 확산(Thermal Diffusion)을 발생시키는 것 이다<사진2>. 기본적으로 닫힌 석영관 에서 실리콘 웨이퍼를 가열하고, 약간의 증발된 인산 염, 비소, 또는 붕소 및 반도체에 첨가하는 미세한 불순물을 고체로 확산시키는 방법이다.

참고 자료

BROWN, Chemistry, PEARSON(2017), p520-522
네이버, “리소그래피 (Lithography)”,
http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=857153&cid=50376&categoryId=50376 (2018.04.11)
네이버, “불순물 반도체”,
http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=1104966&cid=40942&categoryId=32384 (2018.04.11)
네이버, ”N형 반도체”,
http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=941003&cid=47338&categoryId=47338 (2018.04.11)
네이버, “P형 반도체”,
http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=941208&cid=47338&categoryId=47338 (2018.04.11)
Google, “How to dope silicon”
https://www.quora.com/How-do-they-dope-silicon-with-an-impurity-I-know-what-isdoping-but-Im-curious-about-the-procedure-of-doing-it-do-they-melt-the-silicon-and-add-other-material-to-it-or-something-else (2018.04.11)
Google, “lithography of semiconductor”,
https://kr.mathworks.com/products/connections/product_detail/sentaurus-lithography.html (2018.04.24) <그림2>
Google, “Ion implantation”,
http://www.edge-techind.com/category/Ion-implantation-44-1.html (2018.04.24) <그림4>
Google, “Thermal diffusion for doping”
http://www.powerguru.org/doping-silicon-wafers/- (2018.04.24) <사진3>
Google, “Lithography”
http://amkorinstory.com/1060 (2018.04.25) <그림1>
국민대학교 Integrated Multifunctional Materials Laboratory, 수업자료 PPT (2018.04.24) <그림7>
Wikipedia, “Wafer dicing”
https://en.wikipedia.org/wiki/Wafer_dicing (2018.04.24) <사진13>
Google,” single crystalline”,
http://slideplayer.com/slide/7016848/ (2018.04.24)<사진12>
Google,” process of wafer cutting”,
http://www.csi-sensor.com.tw/eng/laserdicing.aspx (2018.04.24)<사진14>
양하용 「다양한 금속접합을 이용한 게르마늄 금속-반도체-금속 포토 다이오드의 전기적 특성과 광학적 특성」, 전북 대학교 대학원 : 반도체, 화학공학부(반도체공학) (2009.08) 65p