반도체 공부 기록

Oxidation 산화 공정(산화 속도)에 영향을 미치는 변수들에 대해 알아보도록 하겠습니다. ♭ 산화 방식 산화제의 종류에 따라 건식 산화(Dry oxidation)과 습식 산화(Wet oxidation)으로 분류할 수 있다. 1. 건식 산화 산화제를 O2 가스를 사용하는 산화 방식이다. 반응식) Si + O2 → SiO2 2. 습식 산화 산화제를 H2O 가스를 사용하는 산화 방식이다. 반응식) Si + 2H2O → SiO2 + 2H2 두 방식은 산화 속도에 차이가 있다. 1) 산화막의 단위 부피(2.3 × 1022 SiO2 mol/cm3)당 포획되는(Trapped) 산화제 분자 수 차이 Dry : N = 2.3 x 1022 O2 mole/cm3 & Wet : N = 2 x 2.3 x 1022 H2O ..

Oxidation반도체 소자에서 다양한 역할을 맡고 있는 SiO2에 대해서 알아보도록 하겠습니다. ♭ SiO2SiO2는 실리콘(Si)을 중심으로 사면체(Tetrahedron) 꼭짓점에 산소(O)가 인접하고 있는 3차원 망상 구조를 가지고 있다. 우수한 절연 특성(비저항: 1020 Ω cm 이상, Eg: 8~9eV, Breakdown: 10MV/cm 이상)을 가지고 있어 반도체 소자에서 절연막(Isolation)에 사용된다. 또, 반도체 소자에 주로 사용되는 실리콘 웨이퍼에서 산소 소스만 공급하면 안정한 SiO2를 형성할 수 있어(Si-SiO2 계면 특성 우수) MOSFET의 Gate oxide로도 활용한다. (유전율: 약 3.9) 그 밖에도 반도체 기판에 국부적으로 도핑하기 위해 원하지 않은 부위에 Do..

Wafer fabrication♭ Wafer fabrication process Quzrtizite 추출 → Pure-Si 정제 → Ingot 성장 → Ingot 절단 → Inspection & Packaging -Inspection & Packaging Wafer inspection은 물리적 결함(이물질)과 Pattern defect를 검출하고 결함 위치를 좌표(X,Y)로 구하는 과정이다. Defect은 Random defect과 Systematic defect으로 구분할 수 있다. ①Random defect 주로 웨이퍼 표면에 부착된 입자에 의해 발생하므로 위치를 예측할 수 없다. Inspection을 통해 웨이퍼의 결함을 검출하고 그 위치(좌표)를 파악하여 불량을 파악합니다. → 대량 불량 가능성 ..

Wafer fabricationhttps://zrr.kr/SRtI [반도체 전공정(FEOL)] Wafer fabrication #01Wafer fabrication반도체(Semiconductor)의 일반적인 정의는 도체(Conductor)와 부도체(Insulator)의 중간 정도의 전기전도도(비저항)을 갖는 물질을 말한다. 또, 부도체와 도체와 다르게 Dopant를 주입하여 전기mse-semi.tistory.com지난 포스팅에 이어 Wafer fabrication 남은 과정인 Ingot 절단과 Inspection&Packaging에 대해 알아보도록 하겠습니다. ♭ Wafer fabrication processQuzrtizite 추출 → Pure-Si 정제 → Ingot 성장 → Ingot 절단 → Ins..

Wafer fabrication반도체(Semiconductor)의 일반적인 정의는 도체(Conductor)와 부도체(Insulator)의 중간 정도의 전기전도도(비저항)을 갖는 물질을 말한다. 또, 부도체와 도체와 다르게 Dopant를 주입하여 전기전도도를 쉽게 조절할 수 있다. 표와 같이 반도체는 Ge, Si, GaAs, GaP, CdS 등 다양한 물질이 존재한다. Ge/Si와 같이 한 가지 원소로 구성되어 있는 반도체를 Elemental semiconductor, GaAs/GaP/CdS와 같이 두 가지 원소 이상으로 구성되어 있는 반도체를 Compound semiconductor라고 한다. 또 반도체를 불순물의 여부에 따라 구분할 수 있는데, 불순물이 없는 반도체를 진성 반도체(Intrinsic se..

The semiconductor in Equilibrium ♭ The Intrinsic Carrier ConcentrationThermal equilibrium 상태에서 Electron & Hole의 농도는 Fermi-level과 DOS(Density of state)에 의해 결정되고, Intrinsic semiconductor의 Carrier 농도는 Electron과 Hole의 농도를 통해 추산할 수 있다.https://mse-semi.tistory.com/entry/%EB%B0%98%EB%8F%84%EC%B2%B4%EA%B3%B5%ED%95%99-10-The-Semiconductor-in-Equilibrium-1 [반도체공학] 10. The Semiconductor in Equilibrium (1)T..

The Semiconductor in Equilibrium 참고사항: $\overline{h}$ 디렉 상수 ħ를 의미합니다. ♭ Equilibrium Distribution of Electron & Hole 반도체 소자는 전압 인가에 따라 전류가 흐르게 되는데, 이 전류는 Electron과 Hole 두 가지 Carrier에 의해 결정된다. 따라서 반도체 물성을 정확히 파악하기 위해서는 Electron과 Hole의 수를 정확하게 파악하는 것이 중요하다. 지난 포스팅에서 Fermi-Dirac probability function(이하 Fermi function)에 대해 알아보았는데, Electron과 Hole의 수와 Fermi function과는 밀접한 관계가 있다. https://mse-semi.tisto..

Introduction of the Quantum Theory of Solids 참고사항: $\overline{h}$은 디렉 상수 ħ를 의미합니다. ♭ Density of state (DOS) 반도체 소자의 I-V 특성을 분석하기 위해서는 전류 즉 전하(전자, 정공)의 흐름과 수는 중요한 파라미터 → Pauli's exclusion principle에 의해 각각의 전자는 고유한 양자 상태를 가지고 있기 때문에 선택 가능한 양자 상태의 수가 많을수록 전자의 수가 증가할 수 있다. 따라서 전자, 정공의 수를 계산하기 위해서는 허용 에너지 상태의 수를 파악해야 한다. 1) Potential energy Ep 정의 $$ E_{p}(x,y,z) =\left\{\begin{matrix} 0 : 0 T1 > 0K :..

Introduction of the Quantum Theory of Solids 참고사항: $\overline{h}$은 디렉 상수 ħ를 의미합니다. ♭ Energy band & Bond model 절대온도 T = 0K에서는 Valence band에 존재하는 전자가 에너지를 갖고 있지 않아 Conduction band로 여기(Excitation)되는 것이 불가능하지만, 절대온도 T > 0K에서는 Valence band에 존재하는 전자가 에너지를 갖고 있어 Conduction band로 여기될 수 있다. Conduction band로 여기된 전자는 자유롭게 이동이 가능한 자유 전자(Free electron)이 되고, Valence band에 있던 전자의 빈 자리는 정공(Hole)이 되어 각각 전류에 기여한다..

Introduction of the Quantum Theory of Solids 참고사항: $\overline{h}$은 디렉 상수 ħ를 의미합니다. ♭ 에너지 밴드(Energy band) 어떤 두 원자 사이의 거리가 매우 멀다면 각 원자가 서로에게 상호작용(Interaction)을 미칠 수 없어 두 원자 사이의 포텐셜 에너지(Potential energy)는 무시할 수 있다. 하지만, 두 원자 사이의 거리가 가까워진다면 각 원자는 다른 원자로부터 인력(Attractive force), 반발력(Repulsive force)에 영향을 받게 된다. 두 원자 사이의 거리는 열역학적으로 안정해지기 위하여 인력과 반발력에 대한 에너지 총합이 가장 낮은 거리를 유지하게 되며, 이 거리를 원자 결합 길이라고 한다. 두..