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[재료과학] 반도체제조공정

불순물반도체 제조공정■ 개 요Si 원석으로 반도체의 제조공정을 차례대로 나열해 보고, 이온주입 공정에서 불순물 반도체를 제조하는 원리를 알아본다.■ 제조공정실리콘 원석▽결정성장로▽결정성장▽규소봉 절단▽웨이퍼 표면연마▽회로설계▽MASK 제작▽산화 공정▽감광액 도포▽노광공정▽현상 공정▽식각 공정▽이온 주입공정▽화학기상증착▽금속배선▽웨이퍼 자동선별▽웨이퍼 절단▽칩 집착▽금속연결▽성 형고순도의 일정한 모양이 없는 폴리 실리콘이 단결정 성장로에서 단결정봉으로 변형시킨다. 성장로의 조건은 섭씨 1400℃의 고진공상태이고 매우 정밀하다.결정봉의 조건등을 조사하고 부분별로 정확한 직경을 가진 봉으로 가공한다. 여기에서 웨이퍼의 크기를 결정한다. 현재 3“, 4”, 6“, 8”을 쓰고 있으며 생산향상을 위헤 점점 대구경화 되고 있다봉을 흑연빔에 놓고 정확하게 얇게 절삭한다. 즉 웨이퍼를 만드는 과정이다.웨이퍼의 한쪽면을 연마(Polishing)하여 거울면처럼 만들어주며, 이 연마된 면에 회로패턴을 그려넣게 됨CAD(Computer Aided Design)시스템을 사용하여 전자회로와 실제 웨이퍼 위에 그려질 회로패턴을 설계한다설계된 회로패턴을 E-beam설비로 유리판 위에 그려 MASK(RETICLE)를 만듬고온(800~1200℃)에서 산소나 수증기를 실리콘 웨이퍼표면과 화학반응시켜얇고 균일한 실리콘산화막(SiO2)를 현상시켜는 공정빛에 민감한 물질인 PR를 웨이퍼 표면에 고르게 도포시킴STEPPEE를 사용하여 MASK에 그려진 회로패턴에 빛을 통과시켜 PR막이 형성된 웨이퍼 위에 회로패턴을 사진 찍는 공정웨이퍼 표면에서 빛을 받은 부분의 막을 현상시키는 공정회로패턴을 형성시켜 주기 위해 화학물질이나 반응성 GAS를 사용하여 필요없는 부분을 선택적으로 제거시키는 공정 이러한 패턴형성과정은 각 패턴층에 대해 계속적으로 반복됨. 이종의 에칭과정회로패턴과 연결된 부분에 불순물을 미세한 GAS입자 형태로 가속하여 웨이퍼의 내부에 침투시킴으로써 전자소자의 특성을 만들어 줌 이러한 불순물주입은 고온의 전기로 속에서 불순물입자를 웨이퍼 내부로 확산시켜 주입하는 DIFFUSION(확산)공정에 의해서도 이루어짐GAS간의 화학반응으로 형성된 입자들을 웨이퍼표면에 증착하여 절연막이나 전도성막을 형성시키는 공정웨이퍼 표면에 형성된 각 회로를 알루미늄선으로 연결시키는 공정웨이퍼에 형성된 IC칩들의 전기적 동작여부를 컴퓨터로 검사하여 불량품을 자동선별하는 공정낱개로 분리되어 있는 칩 중 EDS TEST에서 실품으로 판정된 칩을 리드프레임 (READ FRAME)위에 올려놓은 공정칩 내부의 외부연결단자와 리드프레임을 가는 금선으로 연결하여 주는 공정연결 금선 부분을 보호하기 위해 화학수지로 밀봉해 주는 공정최종검사, 마킹, 출고 : 성형된 칩의 전기적 특성 및 기능을 컴퓨터로 최종검사하는 공정으로 최종 합격된 제품들은 제품명과 회사명을 MARKING한 후 입고 검사를 거쳐 최종소비자에게 판매된다.■ 이온주입(ION IMPLAN-TATION)공정회로패턴과 연결된 부분에 불순물을 미세한 GAS입자형태로 가속하여 웨이퍼의 내부에 침투시킴으로써 전자소자의 특성을 만들어줌.이러한 불순물주입은 공온의 전기로속에서 불순물입자를 웨이퍼 내부로 확산시켜 주입하는 DIFFUSION(확산)공정에 의해서도 이루어짐.■ DIFFUSION 공정반도체 공정 의 의미로서 확산이라 함은 전기로의 고온을 이용하여 고체 사태의 WAFER 표면에 필요한 불순물이나 산화막을 WAFER 표면에 주입 시키는 것을 말한다.확산의 종류기체확산분무식으로 확산이 이루어지 는 모습니다. 분무기의 노출 부문은 공기에서 보다 훨씬 높은 농도의 기체를 가지고 있고 분무가 이루어지면서 노출에서 먼 부분일 수록 기체의 농도가 감소한다.액체확산물위에 한 방울의 잉크가 떨어졌을때, 확산현상에 의하 여 잠시후 모든곳으로 잉크가 퍼져나가게 된다. 잉크의 농도는 처음에는 잉크 방울이 떨어진 곳으로 부터 멀어질수록 낮으며, 이와 같은 농도 차이에 의하여 확산이 진행되는 것이다.확산 공정의 종류OXIDATION실리콘 웨이 퍼의 표면에 산소가스 또는 산소와 수증기의 혼합체를 고온의 확산 튜브 속으로 공급하여 WAFER 표면에 실리 콘 산화막을 형성하는 것이다.1. 산화막의 주요기능SURFACE PASSIVATION : 실리콘의 요 염 방지와 원래 실리콘 표면 의 오염물이 산화층 위로 나옴 방지DIFFUSION BARRIER : 증착 불순물이 다른 표면에 닿음을 방지표면 유전체 : 산화막의 절연성으로 금속 배선이 실리콘에 닿음을 방지2. 화학식 : Si+O2SiO2PRE-DEPOSION1. 불순물이 WAFER의 표면에서 내부로 주입된다. 확 산용 TUBE 내에서 불순물은 WAFER에 공급이 되며 공급된 불순물은 WAFER의 표면으로 부터 내부로 확산 되어 들어간다.2. 증착확산이 일어날때 불순물의 분포는 그림과 같이 실리콘 표면에서 최대의 농도 를 가지며 WAFER 내부에 들어갈 수록 농도가 점차 적어지는 모양으로 된다.DRIVE IN DIFFUSION확산 공정에서 원하는 불순물의 농도및 양과 확산 깊이 등은 보통 첫번째 단계만으로는 이루어지기 어려우며 두번째 단계 에서 비로소 정확한 조절이 행하 여진다.

공학/기술| 2003.11.13| 6페이지| 1,000원| 조회(1,191)

반도체, 재료과학, 반도체 제조공정, 불순물, 불순물반도체

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[국제경영] 디스플레이산업 평가A+최고예요

Ⅰ. 디스플레이의 종류와 특징1. 디스플레이 종류 및 발전과정ⅰ)개념 : 다양한 정보를 인간이 볼 수 있도록 화면으로 구현해 주는 영상표시장치로 정 보통신시대의 핵심산업ⅱ)종류 : 전자총을 사용하는 저가격의 브라운관(CRT) 방식과 "경박(輕薄)·고화질"의 평판디스플레이(FPD)로 분류그림1. 디스플레이 종류- 발전과정 : 정보화의 진전에 따라 디스플레이 기술도Mono시대 Color시대 Digital시대로 발전그림2. 디스플레이의 발전과정표1. 주요 디스플레이별 특징 비교구분CRT(브라운관)평판디스플레이TFT-LCDPDP유기 EL장점.고화질.저가격.경량/박형.저소비전력.고해상도.박형.대형 크기.경량/박형.저소비전력.고선명·고속단점.넓은 공간 차지.전자파 多.고가격.고가격.고소비전력.저효율.소형 크기.저수명크기.10∼40".40"이하.32∼70".20"이하개발단계.성숙.양산/성장.양산초기/개발.시장진입/연구·개발적용분야.모니터,TV 등.노트북PC, 모니터, 대형 TV 등.휴대폰, PDA, Palm PC 등.벽걸이TV등초대형.휴대폰, PDA,Palm PC 등소형연구기술.평면화.화면의 대형화.저가격화.저가격화.고효율.양산화.화면의 대형화자료: 산업자원부 자료실2. 디스플레이산업의 특징ⅰ) 자본집약적이며 규모의 경제가 작용하는 산업- 대규모 투자가 요구되는 장치산업으로 규모의 경제 효과가 있으며, 적기 투자가 중요한 산업표2. 디스플레이별 설비투자비용 (단위 : 억원)구 분CRTTFT-LCDPDP유기EL(능동형)투자비용3천 5백억원1조 4천억원3천억원1조원생산량월 70만대(15" 기준)월 90만대(15" 기준)월 2만대(42" 기준)월 70만대(14~15" 기준)- LCD 유리기판 대형화에 따라 투자비용이 급격히 증대표3. 4세대 v.s. 5세대 TFT-LCD 비교구 분4세대5세대유리 크기680 880㎜1100 1250㎜유리 1장당 생산량(15인치 기준)6대15대라인당 투자비6천억원1조 4천억원자료: 산업자원부 자료실ⅱ) 2∼3년을 주기로 호황과 불황이 반복되는 산업4" : IMT2000- 3"-5" : PDA- 4"-8" : Car Navigation Systemㅇ 백라이트, 편광판, 드라이브IC, LCD장비를 전세계에 공급- 부품·장비를 한국과 대만에 공급하여 기술·제품을 팔고 있음□ 대만- 2002년도에 전체의 26%를 차지할 계획으로 1,900만대 생산예정·세계시장목표 : ('99)3(%) ('00)16(3%) ('01)23(%) ('02)26(%)- '99년부터 TFT-LCD 양산하여 2000년 9월 5개라인 가동- 2000년 4/4분기 및 2001년 2/2분기사이 6개라인 추가 양산예정- ADT생산 : '99년 215천매, '00년1,600천매, '01년 3,500-4,000천매- CPT생산 : '99년 345천매, '00년1,050천매, '01년 2,500천매 예상- Chimi생산 : '99년 10천매, '00년1,000천매, '01년 1,500천매 예상- Unipac생산 : '99년 14천매, '00년 800천매, '01년 5,180천매 예상- Hannstar생산 : '99년 생산시작, '00년 160천매, '01년1,500천매예상□ 한 국ㅇ 국내기업은 R&D에 ('00년)396.5백만불 ('01)141.3백만불 투자함- '00년도는 기술개발의 확대등으로 대폭 투자하였으나 2001년은 기술개발의 성숙으로 35%정도 투자함- '01년도는 TFT-LCD에 120.1백만불로 전체의 85.7%를 차지함ㅇ 생산은 ('00년) 64억불 ('01년) 82억불로 28% 증가- TFT-LCD는 ('00년) 56억불 ('01년) 71억불로 26.7% 증가- 생산수량은 19,834천개로 세계시장점유율은 대만이 생산 증가함에도 불구하고 국내기업의 증산에 힘입어 36%를 계속 유지함ⅲ) 각국별 지원현황□ 일본ㅇ 차세대 TFT-LCD개발사업- 통상산업성에서 출자하여 샤프, NEC 등 9개사가 개발참여- 과제명 : 백라이트없는 반사형 TFT-LCD- 사업비 : '95년부터 매년 30-40억엔 연구비 추진ㅇ 차세대 LCD 공동개발 : 가가치(십억원)디스플레이2,973제조업219,425비 중(%)1.3자료: 광공업통계(통계청)표11. TFT-LCD 국내업체별 생산현황구 분19992000삼성 SDI생 산21.628.3수 출20.526.5LG.Phlips LCD생 산2026수 출1925현대전자(주)생 산2.27.1수 출2.06.7합 계생 산43.861.4수 출41.558.2자료: 전자진흥회ⅱ) 수출 주력산업으로 부상- LCD는 '95년 양산을 시작한 이후 연평균 23% 성장하면서 수출주력산업으로 부상표12. 연도별 수출현황(단위:백만불,%)구 분1997199819*************2(전망)LCD7.010.745.058.346.065.0브라운관26.024.730.935.727.428.9PDP----0.11.1계33.035.475.994.073.595.0자료: 산업자원부 디스플레이산업 통계자료ⅲ) 2001년 이후 대형 TFT-LCD의 세계 최대 생산국으로 부상표13. 대형 TFT-LCD 국가별 점유율 추이(단위:%)구 분19961997199819*************2(전망)한 국9182736384140일 본9*************대 만0002102028자료: 산업자원부 디스플레이산업 통계자료표14. 대형 대형 TFT-LCD 세계시장규모(단위 : 백만불, 천대)구 분200020012002모니터용물 량7,00018,01824,000금 액4,3625,120노트북용물 량23,30024,52531,000금 액9,4355,520TV용물 량24072118,000금 액636752계물 량30,54044,43556,800금 액14,43311,121자료: displaysearch(2001.12월)ⅳ) TFT-LCD 주요업체별 생산현황표15. 주요업체별 생산현황(중대형 TFT-LCD)(단위 : 백만불, %)순위업체명199920002001생산액점유율생산액점유율생산액점유율1삼성SDI(한)2,20219.33,02521.02,39221.02LG.Phlips LCD(한)1,85916.32,18015.11,95617.2- 이후 일본내 경쟁업체들과 한국업체의 맹렬한 공급능력 확대로 TFT-LCD의 주도권을 점차 상실ⅰ) 선진국 대비 원천기술이 부족- 양산기술력은 일본 등 선진국과 대등한 수준이나, 원천기술력은 60∼80% 수준에 불과표17. 국가별 기술수준 현황구 분한 국일 본미 국대 만E UTFT-LCD개발 제품40"39"15"22"12.1"양산 제품30"30"상업화 수준미달20.1"상업화 수준미달원천기술 수준60%100%-50%-자료: 산업자원부원천기술 수준은 화질 구현도, 소비전력, 경량화, 대면적화 기술 등을 고려ⅱ) 부품·소재, 장비 등 연관산업의 기반이 취약- PDP, 유기EL 등 신제품의 국제경쟁력 확보에 최대 애로표18. 주요 부품·소재 국산화율 현황구 분TFT-LCDPDP유기EL부품·소재장 비부품·소재장 비부품·소재장 비국산화율40%35%30%40%10% 미만`10% 미만수입품목구동 IC, 편광판, 액정 등식각기, 도포기, 노광기 등페이스트, 보호막, 유리,Resist 등증착 장비, 형광체형성장비 등발광재료, 구동IC 등증착장비, 노광기 등자료: 산업자원부- 또한, 대부분의 장비, 부품·소재 기업은 규모가 영세하여 자체 R&D 능력이 취약* 매출 100억, 종업원수 100명 미만인 기업이 80% 이상ⅲ) 전문인력 부족- 전문인력 부족에 따라 차세대 기술연구개발 및 신규 투자에 애로- TFT-LCD의 경우, 시장 주도를 위해서는 2년 주기로 대규모 투자가 필요하나, 운용 전문인력(1개 라인당 500명 이상 소요) 부족으로 투자의 제약 요인- PDP, 유기EL 등까지 고려할 경우, 년 2,000여명 이상의 전문인력이 필요Ⅲ. SWOT 분석강 점 (Strength)약 점 (Weakness). 과감한 설비 및 R&D로 시장요구에 적기 대응. CRT, TFT-LCD의 성공경험 및 노하우 보유. 산·학·연간 협력 네트워크 활성화. 세계 최고수준의 양산기술을 바탕으로 세계시장 선도. 기초기술 및 차세대 제품기술 부족. 장비, 부품·소재 등 연관산업의 기반 취약. 전문 기술스플레이(FPD)분야의 국제표준화 선도」, 산업자원부, 2001.06.26최원호, 「LCD 세계시장 선점을 위한 한·일·대만간의 설비투자 확대전망」, 산업자원부, 2000.01.22나기환, 「1∼9월 디지털TV수출동향 및 전망」, 산업자원부, 2002.11.18최형기, 「디스플레이산업,2010년 세계1위 국가로 도약」, 산업자원부, 2002.08.27최형기, 「1/4 분기 TFT-LCD 수출동향 및 향후전망 」, 산업자원부, 2002.05.14임영모, 「차세대 디스플레이 전쟁」,삼성경제연구소, 2001.12장성원, 「제2의 반도체 신화, TFT LCD의 성공」,삼성경제연구소 1999.09.01,. 참고사이트http://www.mocie.go.kr/ - 산업자원부https://www.samsungsdi.co.kr/ -삼성 SDIhttp://www.lgphilips-lcd.com/ - LG 필립스http://www.seri.org/ - 삼성경제연구소http://www.lgeri.com/ -LG경제연구소참고자료1. 용어설명* LCD는 유리판 사이에 액정을 넣고 전압을 가하여 분자배열상태를 변화시킴으로써 빛이 굴절되어 화상을 표시하는 장치다. LCD는 박막, 경량, 저소비전력 실현에 있어 다른 평판디스플레이를 압도하며, 기술개발 또한 급진전되어 양산이 이루어져왔다. LCD는 TN(Twisted Nematic), STN(Super Twisted Nematic) 등 단순매트릭스 방식과 액티브매트릭스 방식인 TFT(Thin Film Transister)로 분류된다. 이중 TN LCD는 흑과 백, 두 가지 색상만 구현할 수 단점이 있으며 STN LCD는 컬러화가 가능하지만 화면이 커지고 화소(화면을 구성하는 점)수가 증가할수록 응답속도가 느려진다는 단점이 있었다. TFT LCD는 이러한 단점을 보완하여 컬러, 화질 뿐만 아니라 대화면화를 가능케 함으로써 평판디스플레이 분야의 사실상의 표준(de facto standard)으로 자리잡고 있다.액정 디스플레이(Liquid Cry %)

경영/경제| 2003.11.13| 26페이지| 1,000원| 조회(894)

국제경영, LCD, 디스플레이

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