![[반도체공정]실리콘 웨이퍼 제작 공정-1](http://images.happyhaksul.com/thumb/468/467318-0001.gif)
![[반도체공정]실리콘 웨이퍼 제작 공정-2](http://images.happyhaksul.com/thumb/468/467318-0002.gif)
![[반도체공정]실리콘 웨이퍼 제작 공정-3](http://images.happyhaksul.com/thumb/468/467318-0003.gif)
![[반도체공정]실리콘 웨이퍼 제작 공정-4](http://images.happyhaksul.com/thumb/468/467318-0004.gif)
![[반도체공정]실리콘 웨이퍼 제작 공정-5](http://images.happyhaksul.com/thumb/468/467318-0005.gif)
![[반도체공정]실리콘 웨이퍼 제작 공정-6](http://images.happyhaksul.com/thumb/468/467318-0006.gif)
![[반도체공정]실리콘 웨이퍼 제작 공정-7](http://images.happyhaksul.com/thumb/468/467318-0007.gif)
![[반도체공정]실리콘 웨이퍼 제작 공정-8](http://images.happyhaksul.com/thumb/468/467318-0008.gif)
![[반도체공정]실리콘 웨이퍼 제작 공정-9](http://images.happyhaksul.com/thumb/468/467318-0009.gif)
![[반도체공정]실리콘 웨이퍼 제작 공정-10](http://images.happyhaksul.com/thumb/468/467318-0010.gif)
![[반도체공정]실리콘 웨이퍼 제작 공정-11](http://images.happyhaksul.com/thumb/468/467318-0011.gif)
분야
pptx2. Crystal Structure
3. Monocrystal Silicon Growth
4. Crystal Defects in Silicon
5. Wafer Preparation
6. Quality Measures
7. Epitaxial Layer
8. Summary
단결정 규소 봉으로 불뤼는 성장된 실리콘 단결정을 제작하기 위한 과정을 결정 성장이라고 합니다. 웨이퍼 제조에 사용된 실리콘 단결정 인곳(ingot: 금속 또는 합금을 한번 녹인 다음 주형에 흘려넣어 굳힌 것)의 성장을 위해 오늘날 가장 널리 이용되는 기술은 Czochralsik(CZ)법입니다. 1900년대초에 공정을 개발한 발명가인 쵸크랄스키의 이름을 따서 부친 것입니다.
도핑 Doping
도펀트 물질은 완성된 결정에 원하는 저항성을 가지기 위해 경정 puller 안에 용해물질을 첨가하게 됩니다. 결정 성장에 가장 널리 사용되는 도펀트는 p형을 위한 3가의 붕소, n형을 위한 5가의 인입니다.
불순물 제어(Impuriet control)
받아들일 수 없는 불순물은 소자의 성능에 영향을 미치기 때문에 결정 성장동안에 불순물의 제어는 중요합니다. 하지만 산소의 경우 puller 내부에서 용해를 야기하기에 유익하기도 합니다. 또한 내부의 게터로서 작용하기 때문에 잉곳에서의 작은 양의 산소는 허용이 가능합니다. 산소의 양은 기술의 발전에 따라 점차 감소되고 있습니다.
CZ Crystal Puller
실리콘 잉곳을 자라게 하기 위해서 SG 실리콘의 큰 덩어리는 n형 실리콘이나 p형 실리콘을 만들기 위해 작은 양의 불순물을 가진 실리카 도가니에 놓여집니다. 단 300mm의 직경을 갖는 웨이퍼를 제조하기 위해서는 32inch나 그보다 더 큰 도가니 직경을 가져야하고, 150~300kg의 실리콘을 수용해야 합니다. 더 큰 지금의 웨이퍼를 위해 대한 접근은 도가니에 과립 모양의 폴리실리콘을 사용합니다.
실리콘의 도가니는 저항히터나 RF 가열코일을 사용해서 인상기의 용광로에서 열이 가해집니다. 인상과정 동안 seed가 용융된 실리콘 용액으로 끌어 올라올 때 용해물질로부터 액체는 표면장력에 의해서 자라게 됩니다. seed에서 접촉 영역은 열이 소비되고 용해물질을 향해서 아래쪽으로 굳어집니다.
인상 공정에 영향을 끼치는 두 가지 중요한 파라미터는 인상비율과 경정의 회전비율입니다. 인상기는 상대적으로 빠른 속도에서 시작하고 그런 다음 상당히 낮은 속도로 떨어트려집니다. 이러한 작동은 자라는 결정의 지름이 인상기의 비율에 직접적으로 관련이 있기 때문입니다. CZ와 함께 이것을 얻기 위해 발전된 기술은 결정의 성장 동안 결정을 안정되게 하기 위해 실리콘 용해물질 주위에 자기장을 사용한다. 이러한 조건을 MCZ(magenetic CZ)라고 부릅니다.
플롯-존 방식(Flot-Zone Method)
또 다른 결정 성장 방식은 플롯-존 방식인데 두드러지게 낮은 산소 함유량의 실리콘 잉곳을 생산합니다. 1950년대부터 발전된 이 방식은 지금까지 알려진 가장 순수한 덩어리의 실리콘 단 결정을 생산하는 데 이용된다.
단결정 실리콘 잉곳을 성장시키는 플롯-존 방식은 주형으로 만들어진 도핑된 폴리실리콘 막막대부터 시작합니다. 단결정 seed는 막대의 한 쪽 끝에 붙여지고 성장시키는 곳에 놓여집니다. RF코일은 막대와 seed가 접촉하는 부분에 열을 인가합니다. 이 열처리 과정은 가장 중요한 부분입니다. 막대의 각 부분이 단결정 경계 영역에서 다시 응고되지 전에 약 30분 동안 용해 되고 다시 응고 되기 때문입니다. 히터가 그 축을 따라 이동될 때 막대를 따라 집행 됩니다.
플롯-존 공정은 전형적으로 CZ 공정보다 작은 지름의 웨이퍼를 만들고 100번 돌려 감은 널리 사용되는 125mm의 웨이퍼를 생산했었습니다. 플롯-존 공정은 도가니를 사용하지 않음으로써 낮은 산소 함유량으로 높게 정제된 실리콘을 만들게 됩니다.
