증착(deposition)/이온주입 공정

👩‍🔧 REVIEW

• 식각 공정
  • 반도체의 구조(패턴) 형성 과정
  • 회로 패턴의 필요한 부분을 제외한 나머지 부분을 제거하는 공정

👩‍🔧 증착/이온주입 공정

• 반도체 칩에는 미세하고 수많은 층(layer) 존재
• 층이 높고 견고하게 쌓인 복잡한 구조
• 웨이퍼 위에 단계적으로 박막을 입히고 회로를 그려 넣음(포토) >> 불필요한 부분을 선택적으로 제거(식각) >> 세정 >>> 반복

웨이퍼에 얇은 옷을 입히는 증착공정

• 박막(Thin Film)
  • 회로 간의 구분과 연결, 그리고 보호 역할을 하는 얇은 막
  • 단순한 기계 가공으로는 실현 불가능한 1마이크로미터(μm, 100만분의 1미터) 이하의 얇은 막
  • 금속막(전도) 층
    • 회로들 간 전기적인 신호를 연결
  • 절연막 층
    • 내부 연결 층을 전기적으로 분리
    • 오염원으로부터 차단
  • 얇고 균일한 정도 >> 반도체의 품질 좌우

• 증착(Deposition)
  • 웨이퍼 위에 원하는 분자 또는 원자 단위의 박막을 입히는 일련의 과정
  • 균일하게 얇은 박막을 형성하기 위해서는 정교하고 세밀한 기술력 필요

• 물리적 기상증착방법(PVD, Physical Vapor Deposition)
  • 금속 박막 증착에 주로 사용
  • 화학 반응이 수반되지 않는 방식

• 화학적 기상증착방법(CVD, Chemical Vapor Deposition)
  • 가스의 화학 반응으로 형성된 입자들을 외부 에너지가 부여된 수증기 형태로 쏘아 증착 시키는 방법
  • 도체, 부도체, 반도체의 박막 증착에 모두 사용
  • 사용하는 외부 에너지에 따라 열 CVD, 플라즈마 CVD, 광 CVD로 세분화
  • 플라즈마 CVD
    • 가장 많이 사용되는 방식
    • 저온에서 형성이 가능
    • 두께 균일도 조절 가능
    • 대량 처리 가능

• 현재 반도체 공정에서는 CVD를 주로 사용

웨이퍼를 반도체로 만드는 이온주입공정

• 이온 주입 공정(Ion Implantation)
  • 반도체가 전기적인 성질을 가지게 하는 공정
  • 실리콘 웨이퍼에 반도체의 생명을 불어 넣는 작업

• 반도체
  • 도체(전기가 통함)와 부도체(전기가 통하지 않음)의 성질을 동시에 가짐
  • 규소로 이루어진 순수한 반도체는 전기가 통하지 않음 >> 불순물(이온)을 통해 전류를 흐르게 하는 전도성을 가짐

• 이온(Ion)
  • 이온을 미세한 가스 입자로 만들어 원하는 깊이만큼 웨이퍼 전면에 균일하게 넣음
  • n형 반도체: 15족 원소 인(P), 비소(As)
  • p형 반도체: 13족 원소 붕소(B)

출처: 삼성 반도체 이야기