반도체 공학 - 반도체 제조 공정 단계
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- 목차
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1. 단결정 성장
2. 규소봉 절단
3. Wafer 표면 연마
4. 회로 설계
5. Mask 제작
6. 산화공정
7. 감광액 도포
8. 노광공정
9. 현상공정
10. 식각공정
11. 이온주입공정
12. 화학기상 증착
13. 금속배선
14. Wafer 자동선별
15. Wafer 절단
16. 칩 집착
17. 금속연결
18. 성 형
- 본문내용
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1. 단결정 성장
특수 공정을 이용해 웨이퍼 위에 전자회로를 새긴 후, 웨이퍼 위 집적회로(IC)를 각각 절단하면 IC칩이 되는 것인데요,
여기서, 웨이퍼(Wafer)란 반도체 집적회로를 만드는 중요한 재료로, 실리콘(Si), 갈륨 아세나이드(GaAs) 등을 성장시켜 얻은 단결정 기둥(Ingot)를 적당한 지름으로 얇게 썬 원판모양의 판을 말합니다.
대부분의 웨이퍼는 모래에서 추출한 규소, 즉 실리콘으로 만듭니다. 실리콘은 지구상에 풍부하게 존재하고 있어 안정적으로 얻을 수 있는 재료이고, 독성이 없어 환경적으로도 우수하다는 큰 장점을 가지고 있습니다.
모래에서 추출한 실리콘은 반도체 원료로 쓰이기 위해 정제과정이 필요합니다. 그래서, 실리콘을 뜨거운 열로 녹여 고순도의 실리콘 용액을 만들고 이것으로 실리콘 기둥, 즉 잉곳(Ingot)을 만드는데요, 실리콘 결정 성장기술인 초크랄스키법(Czochralski, Cz) 혹은 플로팅 존법(Floating Zone, FZ) 등을 이용하여 얻을 수 있습니다.
특히, 초크랄스키법은 결정 성장 장치를 이용하여 도가니로 다결정 실리콘을 용해 및 서서히 끌어올려 성장시키는 방법으로, 많이 이용되고 있는 기술입니다. 초크랄스키법을 간단히 살펴보면, 다결정 실리콘을 도가니에 넣고 가열하여 녹입니다. 이 후, 단결정 실리콘(seed)을 내려서 녹아있는 실리콘 용액 위 표면에 접촉시키고 단결정 실리콘(seed)을 천천히 끌어올리는데요, 이때, 단결정 실리콘(seed)이 끌어올려지면서 고상과 액상 사이의 계면에서 냉각이 일어나고 큰 단 결정체가 성장되어 잉곳(Ingot)이 만들어 집니다.
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