실리콘 IC 웨이퍼 제조의 기초는 웨이퍼 표면에 산화층을 열적으로 성장시키는 능력이다. 실리콘 기판 속으로 불순물을 확산시켜서 산화층을 열적으로 성장시키고 식각시키고 패턴화되는 산화막 마스킹 공정이 1950년부터 두드러지게 개발되었다. 이 개발은 트랜지스터를 대량으로 제작하기 위한 공정 개발에 있어서 기본적인 요소이다. 이러한 방법으로 산화공정은 실리콘 평면 기술의 발전에서 주요 임무를 수행하게 되었고 오늘날까지도 웨이퍼 제작공정의 중요한 부분을 설명하는 데 이용한다. 산화공정은 반도체 소자 제조 공정 중 하나로 고온(800-1200℃)에서 산소나 수증기(HO)를 주입시키고 열을 가해 실리콘 웨이퍼 표면에 얇고 균일한 실리콘 산화막(SiO)을 형성 시키는 공정이다. 실리콘 산화 막은 실리콘 표면에 원하지 않는 오염을 방지하는 역할 뿐 아니라 반도체 소자에서 매우 우수한 절연체(insulator)로 전류와 도핑물질(dopant)의 이동을 막는데 사용되는 물질로 고품질의 SiO 박막을 성장시키는 산화기술은 반도체 공정에서 매우 중요하다.
2. 이론배경
- 산화막(Oxide Film)
일반적으로 750℃에서 1100℃ 사이의 열적 산화 온도에서 산화물층이 웨이퍼 위에 성장된다. 실리콘상의 산화물층은 열 산화물 또는 열 이산화규소(SiO)라고 부른다. 이산화규소는 산화 물질이기 때문에 두 가지 조건이 내부 교환에 사용된다. 또 다른 이산화규소는 유리이다. 이산화규소는 절연체 물질이고 전기를 도통시키지 않는다.
- 산화막의 용도(Uses of Oxide Film)
●확산공정
도핑 방법은 산화막에 패턴을 형성하고 도펀트를 확산 또는 이온 주입 시키는 것이다. 도핑 중 도펀트는 실제로는 산화층 내로 확산된다. 그러나, 실리콘보다는 산화막에서 천천히 확산된다. 산화막 두께를 충분히 두껍게 형성한 부분은 도펀트가 웨이퍼 표면에 닿는 것을 막을 수 있다.
2012.05.16
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