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보통 고체, 액체, 기체에 이은 '제 4의 물질 상태'라고 하는 플라즈마는 기체 상태나 분자나 원자가 이온화되어 양이온과 전자가 섞여 있어서 국부적으로는 극성을 갖지만 전체적으로는 중성 상태인 이온화 가스이다. 우리가 매일 보는 태양의 경우도 플라즈마의 일종인데 태양의 플라즈마는 모든 원자가 이온화되어 있는 매우 높은 에너지 상태의 고온 플라즈마이고, 우리가 반도체 공정에서 사용하는 플라즈마는 기체 분자 중 0.001% 정도가 이온화되어 있는 저온 플라즈마이다. 저온 플라즈마는 보통 방전 현상에 의해서 발생되고 이러한 방식으로 형성된 플라즈마를 글로우 방전(Glow Discharge) 플라즈마라고 부른다. 플라즈마는 일종의 기체상태이지만 이온 및 전자의 존재로 인해 전기 전도체이고, 자기장에 의해 영향을..

왼쪽에 순방향 전압을 걸면 전류가 잘 흐르게 된다. 이것이 베이스 전류 PN Junction은 순방향을 걸어주면 전류가 잘 흐른다. 그런데 우측에는 순방향 전압보다 크게 역방향 전압을 걸어주게 된다. 역방향은 큰 전압을 걸어줬기 때문에 순방향의 +와 같이 왼쪽 p형의 홀을 강하게 밀어준다 그리고 반대편에서 역방향의 -가 땡겨주기 때문에 얇은 베이스를 뚫고 전류가 흐르게 된다. 결국 위와 같이 전류가 흐르게 되는데 이 로드 저항 부분 스피커를 달수도 있고 저항을 달수도 있고 중요한것은 베이스 전압을 조금만 높여줘도 저항 부분에서 엄청나게 전류가 커진다. 베이스 전류에 비례해서 컬렉터 전류가 매우 커지게 되는것이다. Ib를 올렸다가 낮췄다 하면 IC는 크게 올라가고 내려가는 것이다. 참고 링크 더보기 htt..

반도체를 외부환경으로부터 보호하고, 전기적으로 연결해주는 패키징 (Packaging) 공정과 반도체에서 결함이 없는 합격품의 비율인 수율 [Yield]에 대해서 알아본다. dicing에는 Mechanic dicing과 Laser dicing 그리고 plasma dicing이 존재한다. plasma dicing은 기계적인 vibration이 존재하지 않고 heat에 의한 영향이 적으며 자유도가 높은 편이다. 본딩 패드를 구성해야 하는데 패드를 보호하고 외부 회로와 interfacing 하는 역할을 한다. Peripheral Bonding Pads는 주변부만 interface를 늘리는 방식으로 interace를 늘리기 어렵다. Area Array Bonding Pads는 pad 아래 실제 동착칩이 존재하는데..

반도체공학에서는 서로 다른 재료가 만났을 때 'contact'이라고 표현한다. Al-n, Al-Polysilicon, Al-p 등등 ndiffusion을 통해서 polysilicon을 통해서 혹은 Metal 자체가 전류를 전달한다. 전류 수송 능력이 있다는 것은 저항성이 존재한다는 것과 같은 말이다. 일반적으로 사용 : 알루미늄, 티타늄, 텅스텐, 구리 9 자주 사용되지 않는 : 니켈, 백금, 팔라듐 금 : 실리콘의 급속 확산기, 티타늄 또는 텅스텐이 포함된 다층 샌드위치, 칩 패키징으로 제한됨. 알루미늄 (일반 재료) : 비교적 저렴, 실리콘에 접착, 저 저항 (2.7 uohm-cm) 구리 (고급 재료) : 더 나은 저항률 (1.7 uohm-cm), 큰 확산 계수 알루미늄과 구리는 전도도가 높지만 가격..

Film Deposition: '성막' 혹은 '증착' 공정으로서 막을 씌우는 공정이다. Evaporation, chemical vapor deposition, sputtering 등 다양한 증착 방법이 존재하며 금속, 실리콘, 폴리실리콘, 부도체 등등 다양한 물질을 성막 할 수 있다. Evaporation은 Metal 성장 시에 이용하는데 재료를 기화시켜서 성막 하고자 하는 표면까지 이동시켜 성장시킨다. 성막 된 물질의 조성을 컨트롤하기 위해서는 Evaporation은 고진공 상태에서 이뤄져야 한다. 진공이 필요한 이유는 크게 두 가지이다. ⓐ MFP(Mean Free Path)가 줄어들 수 있다 ⓑ 불순물이 증착될 위험이 있다 이상기체 법칙 PV=nRT P:압력 V:챔버 볼륨 T:절대온도 n:가스 분자..

Implantation Diffusion 장점 불순물의 농도를 자유롭게 조절 고용도 이상 주입 가능 다양한 Profile을 만들 수 있다 부산물이 생성되지 않음 낮은 온도에서 진행하기 때문에 추가적인 diffusion을 방지할 수 있다 가격이 저렴하다 대량으로 공정 가능하다 단점 시간이 오래 걸리는 고가의 설비 웨이퍼가 손상된다 챔버가 초 고진공이어야 한다 불순물의 농도가 표면에서 제일 높다 주입 불순물의 고용도 한계 존재 Profile이 열처리를 통해서 erf나 Gaussian에 국한된다. 표면에 SiO2 부산물이 생성된다 열과 소스 제어가 어렵다. 이온 주입기는 위와 같이 5가지의 과정을 거친다. ① Ion Source:플라스마를 이용하여 다양한 이온을 생성한다. ② Mass spectrometer:..

diffusion공정은 원하는 불순물 재료를 주입하는 공정이다. 일반적으로 얇지만 높게 도핑된 레이어를 형성하는 것부터 시작한다. 확산공정은 3가지 과정이 랜덤하게 일어난다. Substitutional impurity:빈공간을 치환해서 들어가는 과정 Interstitial Impurity:빈공간을 타고 들어가는 과정 Interstitialcy mechanism: 위의 두 과정의 중간 정도로 빈 공간을 타고 들어가다가 기존 실리콘의 자리를 뺏는다. Fick's 1st Law:확산은 농도차이에 의해 발생한다. Fick's 2nd Law:특정 지역에서 불순물 농도의 시간에 따른 변화율은 flux 차이에 의해 발생한다. diffusion 공정은 제한조건이 두가지로 나뉜다. 가스가 충분할 때는 온도가 확산 공정의..

산화과정을 설명하는 아레니우스라고 불리는 경험식(실험식)이 있습니다. 산화공정을 이해하고 설계할 수 있어야 합니다. 산화막의 특징에 대해 산화 속도나 품질을 이해하고 적당한 산화공정 산화막을 이해할 수 있어야 한다. 실리콘과 산소가 만나서 산화하는 공정입니다. 결합하기 위해서 실리콘과 산소가 적합한 에너지 상태가 되어야 합니다. 에너지적으로 안정된 상태면 결합하지 않습니다. 화학결합에 충분한 들뜬 상태가 되어야 합니다. 이러한 상태는 화학적으로 불안정한 상태입니다. 안정된 상태는 결합할 수 없습니다. 실리콘은 들뜬 상태로 만들기 어렵습니다. 활성화된 상태로 만들어 주기 위해서는 우리가 열을 줘서 실리콘과 산소를 활성화 시키겠다는것 입니다. 900~1200도의 고온상태로 웨이퍼를 가열하면 웨이퍼 표면이 활..

www.tel.com/museum/exhibition/process/process1.html How Semiconductor is made | nanotec museum Learn how a semiconductor is manufactured on a level invisible to the eye. www.tel.com 마스크 상의 패턴을 실리콘 웨이퍼의 표면으로 전사시키는 과정이 photolithographic이다. 이 과정에서는 pr이 필요하다. UV빛을 투과시켜서 빛을 받지 않는 패턴들을 전사시키는 것이다. 중간에 이물질이 있다면 원치 않는 패턴들이 만들어질 수 있다. photolithographic 공정은 클린룸에서 이뤄져야 하는 이유이다. 보통 class 100-1000 정도 되는 매우 깨끗..