MEMS 개론 기말과제

문서 내 토픽

1. MEMS 공정

MEMS 공정에는 패턴 정의, 첨가 공정(성층, 증착), 제거 공정(식각) 등이 있다. Bulk micromachining은 실리콘 기판 자체를 가공하여 원하는 구조체를 만드는 것이고, Surface micromachining은 실리콘 기판을 손상시키지 않고 표면의 얇은 막으로 구조체를 만드는 것이다. 이러한 MEMS 공정을 통해 작은 스케일의 특징을 파악할 수 있다.
2. Soft baking과 Hard baking

Soft baking은 감광액 내 용매를 약 5% 제거하여 감광액의 밀도를 높이고 웨이퍼와의 접착력을 강화한다. Hard baking은 감광액 내 용매를 완전히 제거하여 후속 식각 공정에 대한 내성을 강화한다.
3. 노광 방식

Contact 노광은 마스크와 웨이퍼를 접촉시켜 노광하는 방식으로 해상도가 높고 저렴하지만 마스크와 웨이퍼 간 접촉으로 인한 손상이 발생할 수 있다. Proximity 노광은 마스크와 웨이퍼 사이에 간격을 두고 노광하는 방식으로 접촉에 의한 손상은 없지만 해상도가 다소 낮다. Projection 노광은 마스크의 마모와 오염 영향이 없고 집속을 통해 작은 사이즈로 제작이 가능하지만 비싸다.
4. 불순물 주입

불순물 주입은 실리콘 기판의 도핑 농도를 조절하는 것으로, 주어진 그래프에서 채널 형성을 위한 추가 도핑의 표면 농도를 찾고 이에 해당하는 저항률 값을 구할 수 있다.
5. 밀러 지수

밀러 지수는 결정면을 나타내는 지수로, 주어진 밀러 지수를 역수화하여 해당 면을 그리면 된다.

Easy AI와 토픽 톺아보기

1. MEMS 공정

MEMS(Micro-Electro-Mechanical Systems) 공정은 반도체 제조 기술을 기반으로 하는 마이크로 스케일의 기계 시스템을 제작하는 기술입니다. MEMS 공정은 실리콘 웨이퍼 위에 다양한 기능을 가진 마이크로 구조물을 제작하는 일련의 공정으로 구성됩니다. 이 공정에는 박막 증착, 포토리소그래피, 에칭, 도핑 등의 기술이 사용됩니다. MEMS 공정은 마이크로 센서, 액추에이터, 마이크로 유체 시스템 등 다양한 분야에 적용되어 왔으며, 최근에는 IoT, 자율주행차, 의료 기기 등 첨단 기술 분야에서 그 중요성이 더욱 부각되고 있습니다. MEMS 공정은 기존의 반도체 공정 기술을 바탕으로 하지만, 마이크로 스케일의 특성으로 인해 새로운 공정 기술 개발이 필요합니다. 따라서 MEMS 공정 기술의 발전은 향후 다양한 분야에서 혁신적인 제품 개발을 가능하게 할 것으로 기대됩니다.
2. Soft baking과 Hard baking

Soft baking과 Hard baking은 반도체 제조 공정에서 중요한 열처리 공정입니다. Soft baking은 포토레지스트 코팅 후 잔류 용매를 제거하고 포토레지스트 막을 안정화시키는 공정입니다. 이 공정을 통해 포토레지스트의 접착력과 내구성이 향상되며, 후속 공정에서 발생할 수 있는 문제를 예방할 수 있습니다. 반면 Hard baking은 포토레지스트 패턴 형성 후 수행되는 공정으로, 포토레지스트 패턴의 내구성을 높이고 에칭 공정에서의 내성을 향상시킵니다. Hard baking 온도와 시간은 포토레지스트 종류와 공정 조건에 따라 최적화되어야 합니다. 이처럼 Soft baking과 Hard baking은 포토레지스트 공정에서 중요한 열처리 단계로, 공정 조건의 정밀한 제어를 통해 고품질의 포토레지스트 패턴을 형성할 수 있습니다. 이는 반도체 소자의 성능과 신뢰성 향상에 기여할 수 있습니다.
3. 노광 방식

반도체 제조 공정에서 노광 방식은 매우 중요한 공정 중 하나입니다. 노광 방식에는 크게 광학 노광과 전자빔 노광이 있습니다. 광학 노광은 마스크를 통해 빛을 조사하여 포토레지스트 패턴을 형성하는 방식으로, 대면적 노광이 가능하고 생산성이 높습니다. 반면 전자빔 노광은 전자빔을 직접 조사하여 패턴을 형성하는 방식으로, 고해상도와 정밀도가 높지만 속도가 느리고 비용이 높습니다. 최근에는 극자외선(EUV) 노광 기술이 개발되어 더 작은 패턴 구현이 가능해졌습니다. 노광 방식의 선택은 제품의 특성, 공정 조건, 생산성 및 비용 등 다양한 요인을 고려하여 결정되어야 합니다. 또한 노광 공정의 최적화를 통해 고품질의 패턴을 형성하고 수율을 높일 수 있습니다. 이는 반도체 소자의 성능과 신뢰성 향상에 기여할 수 있습니다.
4. 불순물 주입

반도체 제조 공정에서 불순물 주입은 매우 중요한 공정 중 하나입니다. 불순물 주입은 반도체 기판에 특정 불순물을 주입하여 원하는 전기적 특성을 부여하는 공정입니다. 이를 통해 반도체 소자의 p-n 접합, 트랜지스터, 다이오드 등의 핵심 구조를 형성할 수 있습니다. 불순물 주입 공정에는 이온 주입, 확산 등의 기술이 사용됩니다. 이온 주입은 가속된 이온을 기판에 주입하는 방식으로, 정밀한 불순물 프로파일 제어가 가능합니다. 확산 공정은 열처리를 통해 불순물을 기판 내부로 확산시키는 방식으로, 비교적 간단하지만 정밀도가 낮습니다. 불순물 주입 공정의 최적화를 통해 반도체 소자의 전기적 특성을 정밀하게 제어할 수 있으며, 이는 소자의 성능과 신뢰성 향상에 기여할 수 있습니다.
5. 밀러 지수

밀러 지수(Miller index)는 결정 구조에서 결정면을 나타내는 지수로, 반도체 공정에서 매우 중요한 개념입니다. 밀러 지수는 결정면을 나타내는 세 개의 정수(h, k, l)로 표현되며, 이 지수는 결정면의 방향과 간격을 나타냅니다. 반도체 공정에서 결정면의 방향과 간격은 에칭, 박막 증착, 불순물 주입 등 다양한 공정에 영향을 미칩니다. 예를 들어, 실리콘 기판의 (100) 면은 다른 면에 비해 에칭 속도가 빠르고, 박막 증착 시 결정 성장 방향이 달라집니다. 따라서 공정 설계 시 결정면 방향을 고려하여 최적의 공정 조건을 선택해야 합니다. 또한 결정면 방향에 따른 물성 차이를 이용하여 소자 특성을 향상시킬 수 있습니다. 이처럼 밀러 지수는 반도체 공정 및 소자 설계에서 매우 중요한 개념이며, 이를 이해하고 활용하는 것이 반도체 기술 발전에 필수적입니다.