[신소재공학실험] 반도체실험_Final Report

소개

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목차

Experiment 1: Lithography
1. Lithography
2. Deposition

Experiment 2: Electrical Property
1. TLM Measurement
2. 4-probe measurement

Experiment 3: Optical Property
1. Absorption Spectra
2. PL(Photoluminescence)

Reference

본문내용

(1) Briefly describe the principle and experimental methods of photo-lithography.
Photo-lithography란 설계된 도면에 맞추어 제작한 mask에 빛을 조사하여 pattern을 형성하는 공정기술이다. 일반적으로 photoresist를 도포한 후 spin coating, soft backing, exposure(using mask), development and hard baking, removal 순서로 진행된다.
먼저 wafer 상의 이물질을 아세톤, IPA, DI water로 세척한 후 질소 건을 이용하여 남은 물기를 제거해준다. 이후 photoresist를 spin coating을 통해 기판의 표면에 고르게 분포시킨다. 이후 1분간의 soft backing을 거쳐 solvent concentration을 최소화한다. 그리고 행해지는 가장 중요한 과정이 바로 wafer에 패턴을 새기는 “mask alignment and exposure”이다. 우선 wafer를 mask 아래에 원하는 방향으로 위치시키고 aligner를 이용하여 x, y, z 축을 조절한다. 그리고 exposed area에 radiate한다. Development process는 특정 부위의 photoresist를 제거하는 작업으로 염기성 용액이 주로 사용된다. 사용하는 photoresist의 종류에 따라 developer에 의해 제거되는 부분이 다르며, development 시간으로 해당 패턴을 조절할 수 있다. 일반적으로 positive photoresist의 경우에는 exposed area가 제거되며, negative photoresist 경우에는 unexposed area가 제거된다. 이후 hard baking으로 남은 photoresist를 solidify 시킨다. 마지막으로 아세톤, IPA, DI water을 이용하여 세척하면 원하는 pattern이 형성된 wafer가 얻어진다.

참고자료

· Gary S. May and Costas J. Spanos(2006), Fundamentals of Semiconductor Manufacturing and Process Control, John Wiley & Sons
· MicroChemicals GmbH, LIFT-OFF Basics of Microstructuring
· Norm Hardy, What is Thin Film Deposition By Thermal Evaporation(2013), Semicore Equipment, Inc.
· Ben G. Streetman and Sanjay Kumar Benergee(2015), Solid state Electronic Devices 6th, PEARSON
· Donal A. Neamen(2003), Semiconductor physics and devices 3rd edition, Mc GRaw Hill
· Wikipedia, Stokes’ shift
· MicroChemicals GmbH, Lift-off Processes with Photoresists(2009)
· Steven H. Simon, The Oxford Solid State Basics, OXFORD
· Prof. Jong Kyu Kim, Course Outline/Lab Manual : Optical & Electrical Properties of Semiconductors(2018)
· Chang-Mo Kang, Monolithic integration of AlGaInP-based red and InGaN-based green LEDs via adhesive bonding for multicolor emission(2017), Scientific reports