[면접준비] 아이쓰리시스템(i3system)

직무: 반도체소자 개발연구원

Q. 자기소개

A. 안녕하십니까. 예비 신입 사원 OOO입니다. 적외선 검출 소자 연구원은 소자 발전을 위한 공정 개발 업무를 수행하는데, 이 업무를 수행하기 위해 준비한 두 가지를 말씀드리겠습니다.
첫번째로는 Sputter 단위 공정 경험입니다. 전기 변색 소자에 적용할 WO3, Nb2O5 박막을 Sputter로 증착하였고, 파워/가스유량/가스분압을 조절하여 소자의 안정성을 개선한 결과 SCI 논문을 1저자로 게재하였습니다. 유효한 소자 성능을 위해서는 300nm 두께의 WO3 박막이 필요했고 공정 시간이 약 2시간 이상 요구되었습니다. 장비 노후화로 인해 RF power를 장시간 사용하는 경우 플라즈마가 불안정해지는 문제가 생겼고, Sputter 파워를 20W 증가시켜 공정 시간을 약 30분 단축하여 문제를 해결하였습니다.
두번째는 학부 프로젝트 경험입니다. 가시광선부터 적외선 영역 탐지할 수 있는 Photodetector를 개념적으로 설계한 경험이 있습니다. 다중 영역의 파장을 탐지하기 위해 Bandgap 조절이 용이한 Collidal QD를 Absorption material으로 적용하였습니다. QD 분산에 사용되는 유기 리간드의 길이를 줄이고, TFT의 표면처리와 채널 증착 공정을 개선하여 설계한 Detector의 Dark current를 제어하여 캡스톤디자인 경진대회에서 대상을 수상하였습니다.
이 두가지 경험을 통해서 아이쓰리시스템에서 적외선용 Photodetector 소자의 Absorption layer의 특성을 향상시키는데 기여하도록 하겠습니다.
 
Q. 지원동기
 
A. 신소재공학과로 금속, 배터리, 반도체의 다양한 분야를 접하고 배울 수 있었습니다. 그 중 반도체는 도핑을 통해 전기전도도를 조절하여 활용도가 높다는 점에서 매력을 느끼고, 반도체 발전에 기여하고 싶었습니다. 타 학과의 반도체공학, 소자 강의를 들으면서 소자를 개발하는 업무를 맡고 싶었습니다. 아이쓰리시스템의 T2SL 기반의 적외선 검출 소자는 반도체 공학, 공정 뿐만 아니라 박막 결정성에 대한 지식이 필요하다고 생각했습니다. 전자공학과의 강의 수강으로 Device physics 이해하고 있는 신소재공학도로 아이쓰리시스템의 Photodetector 소자 개발에 가장 적합하다고 생각하여 지원하게 되었습니다.
 
Q. 해당 직무가 어떤 일을 하는지 알고 있는지?
 
A.  
 
Q. 출퇴근 어떻게 할 것인지?
 
A. 최종 합격이라는 좋은 소식을 받게 된다면, 입사 날짜 전까지 자취할 수 있는 방을 구하여 출퇴근에 문제가 없도록 하겠습니다.
 
Q. 다른 회사 지원한 곳 있는지? 다른 회사에 붙으면 어떻게 할 것인지?
 
A. (가), (나) 회사 면접 응시 후 결과를 대기하는 중입니다. 두 회사 모두 반도체 패키지 관련으로 후공정 관련 기업입니다. 감사하게 모든 회사에서 합격이라는 결과를 받게 되어도 아이쓰리시스템에 다닐 것입니다. 앞서 말씀드린 두 기업은 패키지 관련 반도체 후공정 기업이지만, 아이쓰리시스템은 반도체 전공정 프로세스를 거쳐 적외선용 Photodetector를 제조하는 것으로 알고 있습니다. 학부시절, Sputter 장비를 이용한 증착 경험과 반도체 전공정에 대한 지식은 아이쓰리시스템에서 가장 잘 발휘할 수 있기 때문에 다른 기업에 합격하더라도 근무하겠습니다.
 
Q. 미래에 어떤 사람이 되고 싶은지?
 

A. 

 
Q. 이력서 오타에 대해서 어떻게 생각하는지?
 
A. 
 
Q. 반도체 공정실습을 다수 참여했는데 가장 기억에 남는 실습이 무엇이고 이유는 무엇인지?
 

A. 

 
Q. 캡스톤디자인 설계 프로젝트에서 본인의 역할, 갈등 or 어려움이 있었다면 어떻게 극복했는지?
 

A. 자유 주제로 주제를 선정하는 과정이 가장 어려웠습니다. 팀원들은 각자 자신의 진로에 따라 희망하는 주제가 서로 상이하여 주제를 하나로 합치는데 어려움이 있었습니다. 크게 QD 패터닝 분야와 MOSFET 분야를 희망하여 의견을 모으는데 난항을 겪었고, 모든 팀원들이 불만이 생기지 않도록 노력하였습니다. 저는 주제 선정을 위해 QD와 MOSFET 사이의 유사한 점을 찾기 위해, 각각의 활용 분야를 찾으면서 Photodetector를 발견하여 두 의견을 병합할 수 있었습니다. QD는 Absoption layer로 활용하고 MOSFET은 아니지만 유사한 동작원리를 갖는 TFT를 통해 전기적 신호를 처리하고자 하였습니다.

Q. 마지막 할 말
 
A. 아이쓰리시스템에서는 매주 주간회의를 진행하는 것으로 알고 있습니다. 이번 채용에서 합격을 하게된다면, 매주 있는  주간회의를 통해 앞으로 해야할 업무에 대해 숙지하도록 하겠습니다. 
 
Q. MBE에 대해 알고 있는지?
 

A. Molecular Beam Epitaxy의 약자로 Epitaxiay 박막을 성장시키는 장비 중 하나입니다. 기판의 격자상수로 정합을 이루고 있는 물질을 Layer 단위로 정밀하게 쌓아 박막을 성장시키는 방식으로 공정이 진행되는 장비는 10^-8 torr 이하의 초고진공 상태에서 진행됩니다. MBE와 같은 Eptitaxial growth 방식을 이용하는 증착 장비는 RHEED(Reflection High-Energy Electron Diffraction)이나 In-siut XPS와 같은 측정 장비가 챔버와 함께 구성되어 있어 증착 과정을 실시간으로 모니터링할 수 있도록 설계되는 경우도 있습니다.

 
Q. RHEED이란?
 
A. Reflection High-Energy Electron Diffrcation의 약자로 박막의 결정성을 분석할 수있는 측정 장비입니다. 일반적으로 MBE와 같은 Epitaxial growth 장비에 함께 구성되어 있으며, RHEED gun에서 고에너지의 전자빔을 기판 표면에 1~5º의 작은 각으로 입사시키면 성장되는 박막의 결정구조에 따라 회절된 전자빔이 형광 스크린에 투영시켜 패턴이 나오게 되는데, 이 패턴을 통해 기판 표면의 결정 구조를 분석하는데 사용합니다. 높은 에너지의 전자빔을 입사시키지만, 1~5 º의 작은 입사각으로 전자빔이 깊이 들어가지 않아 표면 구조를 민감하게 분석할 수 있습니다.
 
Q. T2SL에 대해 알고 있는지?
 
A. 우선 T2SL은 Type-II Super lattice의 약자입니다. 여기서 Super lattice는 두 종료 이상의 물질이 주기적인 층을 이루고 있는 구조를 말하고, 일반적으로 각 Layer의 두께는 수 nm 입니다. Type-II는 Bandgap 구조를 의미하는데 Staggered bandgap 형태로 두 물질의 밴드갭이 엇갈린 형태로 정렬되어 있는 것을 의미합니다. 적외선 센서에서 사용하는 T2SL은 InAs와 GaSb를 기반으로하고 각 층의 두께를 조절하여 밴드갭을 조절하여 Multi-color를 센싱할 수 있는 적외선 센서를 제작할 수 있다는 점이 있습니다.
 
Q. 캡스톤 디자인에 대해 간략히 소개
 
A. 근적외선부터 가시광선까지 센싱이 가능한 Photodetector를 개념적으로 설계하며, 적외선 영역을 센싱하는 기존 Active material인 MCT나 유기물의 한계를 극복하고자 Colloidal QDs를 이용한 용액 공정을 제안하였습니다. 유기물의 경우 밴드갭 내부에 Trap desnity가 높고, MCT는 Epitaxial growth 공정을 채택해야하는 단점들이 있었습니다. 적외선에 대한 효율과 공정적인 측면을 고려하여 Colloidal QD의 크기를 통해 밴드갭을 조절하고, 용액을 이용한 Photolithography를 통해 QD patterning을 진행하여 근적외선부터 가시광선 영역까지 센싱이 가능한 Photodetector를 개념적으로 설계하였습니다. 또, 실제로 설계했을 때 발생할 수 있는 문제점을 예상하고, 개선안을 도출하여 학과 설계 경진대회에서 대상을 입상할 수 있었습니다. 

 
Q. Cleanroom에 대해 알고 있는지? (기출)
 
A. 반도체 소자를 제작하는 과정에서 인간이나 외부로부터의 오염에 인한 수율 감소를 방지하기 위한 출입 시 방진복을 착용하고, 에워 샤워를 통해 청정도를 유지하는 공간입니다. 일반적으로 1 cubic feet 당 0.5㎛ 이하의 particle의 갯수에 따라 Cleanroom에 클래스를 분류하고 있습니다. 반도체 발전에 미세 공정이 적용되고, 웨이퍼 내의 다이의 크기가 줄어듦에 따라 Cleanroom 클래스를 분류하는 방식도 0.5㎛가 아닌 0.1㎛ 크기의 particle의 갯수로 변화하고 있는 추세입니다. 그 밖에도, 반도체 소자를 일정한 환경에서 제작하고 측정하기 위해 항온항습을 유지하고 있습니다. 특히, 아이쓰리시스템에서 제작하는 적외선 센서의 Active material로 사용되는 T2SL, InSb 기반의 물질은 Epitaxial growth 방식으로 성장시키기 때문에 Contamination에 대해 민감한 영향을 받기 때문에 Cleanroom에서 소자를 제작해야 하는 것으로 알고 있습니다.
 
Q. Transistor의 구조와 원리? (기출)
 
A. Transistor는 이미터/베이스/콜렉터 3개의 단자를 갖는 소자이며, 베이스에 흐르는 전류를 통해 스위치와 증폭기 역할을 수행할 수 있습니다.
먼저, 스위치 동작은 베이스에 임계전압 이상이 인가되어 작은 전류가 흐르게 되면 Transistor가 커져 콜렉터와 이미터 사이에 전류가 흘러 스위치 ON 상태가 되고, 반대로 베이스에 임계전압 이하가 인가되거나 전압이 인가되지 않은 경우 베이스에 전류가 흐르지 않아 Transistor가 꺼지고 콜렉터와 이미터 사이에 전류가 흐르지 않아 OFF 상태가 되어 스위치 동작을 수행합니다.
NPN형 트랜지스터의 경우로, 증폭 동작은 베이스와 이미터에 순방향 전압(Forward bias)을 인가하면 이미터의 전자가 베이스로 흘러 들어오고, 베이스의 Hole과 만나 작은 전류를 생성합니다. Transistor의 베이스는 구조적으로 얇게 만들어 이미터에서 베이스로 유입된 대부분의 전자는 콜렉터로 빠져나 큰 전류가 흐르게 됩니다.
 
Q. 에어컨의 구조와 원리? (기출)
 
A. 에어컨 내부의 존재하는 냉매가 증발될 때 외부의 열을 흡수하여 주변의 공기가 시원해지고 이 공기를 실내에 배출하여 온도를 낮춥니다. 증발한 냉매 가스는 주위로부터 흡수한 열은 건물 밖에 존재하는 실외기를 통해 배출됩니다.
 
Q. 유리에 빛이 투과되는 원리? (기출)
 
A. 유리의 화학식은 SiO2로 대표적인 절연체 중 하나로 결정성에 따라 상이하지만 밴드갭이 약 9eV보다 큽니다. 이때 인간의 눈으로 인식할 수 있는 가시광선의 파장은 약 400~800nm를 갖고 있으며, 에너지로 환산하면 1.8~3.1eV 입니다. 유리에 빛이 입사되어도 유리의 밴드갭이 크기 때문에 작은 에너지를 갖는 가시광선이 흡수되지 못하고 투과됩니다.
 
Q. Diode, MOSFET 동작원리? (기출)
 

A. Diond는 P형 반도체와 N형 반도체가 접합된 반도체 소자로 P형 반도체에 (+) 전압, N형 반도체에 (-) 전압이 인가되는 Forward bias 조건에서는 전압 증가에 따라 Current가 Exponentially 증가한다. 반대로 P형 반도체에 (-) 전압, N형 반도체 (+) 전압이 인가되는 Reverse bias 조건에서는 전압 증가에 관계없이 이상적으로는 일정한 전류가 흐릅니다. 이때 흐르는 전류는 Depletion 영역에서 열에너지에 의해 EHP가 생성되고 인가된 전기장에 의해 서로 반대 방향으로 이동하면서 발생합니다. Reverse bias를 인가할 때 임계 전압을 넘는 경우 Retifying 기능을 상실하는 Breakdown이 발생하여 전류가 급격하게 흐릅니다.MOSFET은 Gate 전압을 통해 Source와 Drain 사이의 전류를 조절하는 소자입니다. MOSFET은 PNP 또는 PNP 구조를 갖고 있어 전압을 인가하면 Source와 Gate 그리고 Drain과 Gate 사이에 PN junction이 형성되면서 둘 중 하는 Reverse bias 조건이 성립되어 전류가 흐르지 못합니다. 하지만, Drain에 VDD 이상의 전압이 인가되었을 때, Gate에 문턱 전압 이상의 전압을 인가하면 Substrate의 채널 영역이 Strong inversion이 발생하여 Source, Drain, Substrate의 Channel 물성이 같아져 전류가 흐를 수 있게 됩니다. 

 
Q. 백열전구가 빛나는 원리? (기출)
 

A. 전구에 전압을 인가하게 되면, 금속인 필라멘트가 저항이므로 온도가 증가하게 됩니다. 물체의 온도가 증가함에 따라 전자기파를 방출하는데 상온에서는 대부분 적외선을 방출하지만, 고온으로 온도가 올라가면 가시광선을 방출하게 되어 전가 구가 빛을 냅니다.

 
Q. 구름과 날씨의 상관관계? (기출)
 

A.

 
-T2SL nBn structure based VGA dual-band photodetector
1) nBn: n-type/Barrier/n-type
1. p-i-n 구조에 존재하는 Depletion layer가 없어 Generation-recombination에 의한 Dark current와 Diffusion current를 제어할 수 있다
2. n-type 반도체를 사용하여 Majority carreir인 Electron의 이동은 제한되지만 Minority carrier인 Hole의 이동은 자유롭다.

 
2) VGA: 640×512 해상도
 
3 Dual-band: 두 개의 파장대 / Multi-band: 세 개 이상의 파장대
 
-Photodetector structure
Te-doped GaSb substrate - Raw material for T2SL epitaxial growth
Buffer layer - Protectection to functional layer from substrate etch step
InAs/GaSb T2SL nBn structure - Absorber layer: Tunable bandgap via controlling the number of layers(InAs, GaSb)
 
-Dark current
1) 확산 전류(Diffusion current)
2) 표면 전류(Surface leakage current)
3) Generation-recombination current
4) 밴드갭 내에 존재하는 트랩에 기인한 전류(Trap-assisted tunneling curret)
 
-냉각형 VS 비냉각형
1) 냉각형
"냉각기(Cooling system)"가 필요한 Photodetector : Lattice-matched InAs-based nBn photodetector
-nBn 구조를 가져 n-type의 absorption layer와 Barrier 사이의 Conduction band 차이가 심해 Majority carrier인 Electron의 이동이 제약되고, 높은 Barrier로 SRH recombination에 의한 Curret를 효과적으로 제어할 수 있다.
-p-i-n 구조에 존재하는 Depletion layer가 없어 Diffusion current도 제어할 수 있다,
→ nBn 구조를 갖는 Photodetector의 주요한 Dark current 성분은 외부 온도에 의해 EHP가 생겨 흐르는 전류로 냉각 시스템을 통해 Dark current를 효과적으로 제어할 수 있다.
Application. 군수용 장비(감시장비, 탐색추적장비 등) @i3system 

2) 비냉각형
"냉각기(Cooling system)"이 필요하지 않은 Photodetector : Bolometer
-온도에 따라 재료의 저항이 변하는 원리를 이용하여 적외선을 탐지하는 센서로 상온 환경에서 작동되어 열적 잡음이 높안 SNR이 냉각형 시스템보다 떨어진다.
Application. 군수용(소총 등), 열화상 카메라(코로나 방역, 열진단, 열계측, 보안, 감시, 소방 등) @i3system
 
-Bolometer
Bolometer는 적외선 입사에 따른 물질의 저항 변화를 감지하는 것으로 전기저항이 온도 상승에 따라 감소되는 NCT 서머스터, 온도상승에 따라 감소되는 PCT 서머스터로 크게 구분되어진다. 
*TCR(Temperature Coefficient of Resistance) : (고온저항 - 저온저항) / (상온저항 × 온도차이) 
 
-Bolometer resistance material
1) VOx
단결정 VO2, V2O5는 4%/K 이상의 TCR 우수한 특성을 갖고 있지만, 단결정으로 제작이 어렵다.
→ 고압의 산소 분위기에서 Ion beam depositon으로 V2O5가 성장하지만 저항이 높다. (저항이 높을수록 소자의 Noise가 높다)
→ V2O3는 저온에서 반도체로부터 금속으로 상변태가 일어나 상온 저항이 매우 낮다
→ Vanadium-Tengsten oxide or Doping을 통해 5%/K 이상의 TCR 재료 연구
 
2) a-Si

LCD TFT 또는 태양전지의 Active layer로 적용되고 있는 물질이라 기존 설비를 활용할 수 있다는 점에서 주목을 받았다.

→ Membrane이 얇아 열용량이 낮아져, 열전도를 낮게 유지하는 설계가 필요하다.
→ 1/f noise가 큰 것이 단
 
3) Si diode (PN Junction or Schottky barrier)
Forward bias에서 온도 의존성에 의해 적외선을 Detection이 가능한 원리
→ Vanadium oxide, a-Si에 비해 낮은 TCR
→ Diode가 저항체보다 작은 면적을 구현할 수 있기 때문에 작은 픽셀이 구현 가능

 

2024년 반도체 소자 개발 부문 신입 연구원 채용

 
서류마감: 2024년 1월 26일
서류발표: 2024년 2월 3일
채용시험 및 면접일정: 2024년 2월 16일
면접형식: 다대다(면접자5: 면접관3)
최종발표: 2024년 3월 5일
 

채용 프로세스에 궁금하신 점이 있다면 댓글 남겨주시면 답변드리겠습니다 :)