반도체 공정의 이해 #1-2

1.2 실리콘 결정

 

• 실리콘: 원자량 28.085, 원자번호 14번, 실리콘 원자와 산소 원자가 Si-O-Si-O-Si-O 교대로 길게 결합 되어 있는 구조.

실리콘 결정 구조

• 실리콘 결정은 원자들끼리 공유결합을 이루고 이것을 진성 반도체 (intrinsic semiconductor)라고 함. 여기에 불순물 (impurity)를 첨가한 것을 불순물 반도체 (extrinsic semiconductor)라 함. 여기서 불순물은 도펀트 (dopant)이다.
• n-형 반도체: 실리콘에 5족 원소가 도핑된 반도체
• p-형 반도체: 실리콘에 3족 원소가 도핑된 반도체

 

1.3 실리콘 웨이퍼

 

• 실리콘은 실리콘의 산화물인 이산화교슈의 형태로 모래 등으로 존재, 저가로 원료가 공급되는 것이 가능하기 때문에 반도체 등의 소자 산업에 유용하게 쓰일 수 있다.

실리콘 잉곳

• 실리콘을 이용하여 원통형의 실리콘 단결정 잉곳 (ingot)을 형성하고, 이를 얇게 자른 것이 바로 웨이퍼 (Wafer)이다.
• 석영 도가니 안에서 다결정 실리콘을 가열하여 용해시키고 종자 결정을 용융액 속에 담궈서 만드는 초크랄스키법과 종자결정이 있는 원통형 다결정 실리콘로드에 의해 제작되는 부유 대역법 등의 방법으로 잉곳을 만든다.

 

1.4 반도체 제작 과정

 

• 플랫 (flat): 웨이퍼의 지름이 150 mm 이하인 경우
• 노치 (notch): 웨이퍼의 지름이 200 mm 이상인 경우 

  

  반도체 웨이퍼 각 부분의 명칭

• 위 그림에 나타난 것과 같이 플랫과 노치의 위치를 통하여 웨이퍼의 결정 방향을 알 수 있음.
• 현재 300 mm 양산 라인을 이용, 향후에 더 넓은 면적의 웨이퍼를 이용할 것으로 예측 할 수 있음.