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< 실습 과정 >Day 2 ) metal, ILD structure 형성 & Doping을 통한 operating
< 실습 과정 >
1. ILD Formation
- PECVD를 사용하여 소자를 절연시키는(전기적 short를 막아주는) oxide인 ILD를 depisition시킴
- PECVD를 통한 ILD 형성 과정
① L chamber (로드락챔버)에 wafer를 넣어줌
② 압력이 A=B가 될 때 까지 압력을 낮게 형성
③ 로봇팔을 이용하여 wafer를 옆 chamber로 이동시킴
- 수평으로는 chamber간 이동
- 수직으로는 상하이동을 통해 plasma를 인가할 수 있게 옮겨줌
④ plasma인가를 위해 각 밸브를 열어 가스를 인가해주고 6분30초동안 반응 진행.
반응이 끝나면 장비 아래 switch는 자동 중지
⑤ 로봇팔을 통해 wafer를 다시 제자리로 옮겨주고 모두 재정비한 뒤 wafer를 꺼내 보관함
=> 최종 2일차에 만들어낸 구조 형태
2. Measuremet 방법
(1) 빛을 이용한 두께 측정
- 컴퓨터에서 측정 값을 fitting하면 오차범위가 10% 이내인 비슷한 값을 찾아 정보를 출력해줌
: error값과 두께값은 위 그림에 표시된 곳에서 확인 가능 ( 위 사진 error : 0.0627 )
∴ measure > 빛을 phase shift 시키며 reflect 빛 측정 > 5 parameter 찾아 fitting 명령
> 10%이내 오차 가진 그래프와 정보 출력
(2) 4 point probe를 이용한 sheet resistance 측정
- sheet resistance의 단위는 Ω/□
- 4개의 tip들 중 양 끝 tip에 전류, current source를 통해 전류를 전체를 돌아나오게 하고,
안쪽 두개 tip으로 전압강하를 측정.
-> R = ΔV/I 로 구하고, sheet resistance ≒ 4.53 x R 값으로 구할 수 있음
=> doping이 제대로 되었는지 공정 모니터링 가능
- 제대로된 doping이 진행되면 100Ω/□보다 낮은 값이 측정되어야 함.
- 빈 wafer에 doping을 진행하고, sheet resistance를 측정해 보았음.
측정하는 5개의 point : T, C, B, L, R
T(op) : 31.8 Ω/□
C(enter) : 30.6 Ω/□
B(ottom) : 28.5 Ω/□ => doping 공정은 문제 없음을 확인
L(eft) : 29.6 Ω/□
R(ight) : 31.1 Ω/□
3. 과제
Q1. 반도체 집적공정에서 Alignment에 대한 설명
-> 정의&목적&실질적 진행 방법 세가지 set로 설명!
① 복수개의 mask에서 선행-후행 mask를 맞추는 것
② 정상 작동을 위해 (misalign되면 죽어버림 ..)
③ wafer 특정 지역 align key를 만들고, wafer 양 끝 global한 표식과 안쪽 lozal 표식을 맞춰 monitoring하여 빗나간 것 측정
Q2-1. PN junction을 상온에서 200℃, 다시 상온으로 온도를 바꿀 때 생기는 변화
PN junction은 반도체에 기반되어있음.
열을 인가하면(100℃) carrier가 발생하고, 핵 phonon이 떨려 phonon scattering이 발생, leakage가 증가하게 됨
더 열을 주면(200℃) valance band의 carrier가 conduction band에 올라가고 doping 특성 읽으며 저항처럼 됨
즉, intrinsic carrier로 인해 반도체의 특성을 잃어버림.
상온이 되면 다시 carrier가 정상적으로 동작하게 됨!
Q2-2. Gate, Source, Drain에 doping을 진행해주는 이유
- gate : 전압 전달, voltage transfer
- source : channel로 carrier주기 위해
- drain : channel에서 carrier 당겨오기 위해
Q3-1. ILD oxide deposition하는 방법과 이유
- 방법 )PECVD를 사용해야 함
- LPCVD도 가능하지만, 온도 낮추는 방법 모색해야함
- 이유 ) 낮은 T 필요! (∵S, D doping후 dopant profile이 변화할 수 있기에, thermal budget을 고려해야함)
Q3-2. ILD oxide를 chip speed를 증가시키기 위해 최적화 하는 방법
-> 반도체 고리를 이해하자! (연결되는 공부)
+ 목을 조르는 단어 X. 나의 단어로 단순화
열심히! 하지 말고 잘!하자
연결되는 공부
>>백과사전<< 공부법
2일차가 끝났는데, 벌써 반이나 지나갔다는 게 넘 아쉬웠네요..
다음 차수도 열심히 진행하고 글 써보겠습니다!