1.산화막 형성방법과 왜 사용하는지
열 산화막 성장 원리 (딜-그로브 모델)
실리콘-열 산화막 전하
2.확산 공정(diffusion)
확산 개념
확산 공정 방법 및 원리
(현대에는 사용하지 않으나 이온 주입 공정으로 넘어가는 배경을 알기 위해)
SiO2를 만드는 여러가지 방법이 있는데
상대적으로 낮은 온도에서 Sio2를 증착시키는 방법이 있는가 하면
상압에서 증착시키는 방법이 있다.
고온에서는 산화막이 '성장'한다는 용어를 사용하고
상압과 저압에서는 '증착'한다는 용어를 사용한다.
웨이퍼 상의 실리콘과 산소와 반응 시켜서 성장시키는것이고
상압과 저압은 표면에서 증착시키는것이다.
열산화막 성장 방법에는
건식산화와 습식산화가 존재한다.
성장 속도는 습식이 건식보다 빠르다.
전기적 특성은 건식이 우수하다.
산화가 쉽다.
우수한 절연체이다.
실리콘과 산화막 계면 특성이 우수하다.
열산화막은 확산에 의한 doping Mask로 사용한다.
==>이온 주입을 도입해서 PR로 대체 했다.
LOCUS 소자 격리 기술을 사용했는데 ==>STL,CVD, Ox.로 대체
두꺼운 열산화막을 현대에는 이용하지 않는다.
실리콘 웨이퍼가 존재하고 800~1000 고온에서 높은 에너지를 주어야 한다.
높은 웨이퍼가 고온의 튜브안에 있고 산소 가스가 들어올 때
산소가스가 들어오는데 산화막의 Si와 O2와 만나서 증착되는것이 아니라
산화막=>SiO2는 유리인데 산화막을 뚫고 산소가스가 들어가서
Si과 산소가 반응해서 산화막이 자란다.
확산과 반응 메카니즘이 존재한다.
초기에 산화막이 없거나 얇았을 때는 무엇이 더 주도적이었나?
반응하는데 시간이 전체 성장 속도를 결정하고==>선형영역
산화막의 두께가 넓어지면 공급이 부족해져서
확산에 들어가는 시간이 주요해져서==>확산 제어 영역==>루트에 비례
실리콘 소모되는 양보다 SiO2가 높아지는 양이 더 많다.
Fixed Oxide Charge는 산화 되지 못한 Si들이 남아서 차지가 되는것
Interface trapped charge
Si 원자의 dangling bond
실리콘 원자가 산소와 만나지 못하고 댕글링 본드로 남아있는것
Oxide trapped charge 주로 electron 충격에서 차지로 작용하는것
실리콘의 표면의 농도차이가 생길 수 있다.
100 110 111
실리콘 결정면의 Si 원자 밀도가 낮기 때문에
100면에 웨이퍼를 선호한다
침입형 확산이 존재하고
공공형 확산이 존재한다.
기존 실리콘 원자를 차 내고 자리를 차지하는것
도펀트를 넣을 수록 저항이 낮아진다.
선 확산과 후 확산으로 구성됩니다.
선 확산에서 도핑하고 후 확산에서 원하는 만큼 집어 넣는다.
p형 또는 n형 불순물을 웨이퍼 표면에 침전 시키고 이를 고온에서 확산하는 원리
고온,장시간 확산->측면 확산 및 깊은 접합->미세화 불가->이온 주입으로 대체
고체 용해도
선 확산에서는 온도밖에 컨트롤하지 못한다.
온도를 가지고 침전시키는 농도를 컨트롤 하는것
후확산을 통해서 넣는것
==>미세화 불가==>이온 주입 공정으로 대체함
이온주입 장비를 이용해서 입자를 가속시켜 웨이퍼에 주입하는 공정
많은 종류의 이온이 질량 분석기로 들어온다.
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