반도체 포토리소그래피

집적 회로(IC)를 만드는 기본 공정은 포토리소그래피에 포함된 패턴 전사 기술에 의존합니다. IC 산업은 금속 증착, 패터닝, 선택적 도핑의 세 가지 주요 공정에 의존합니다. 

이를 통해 메모리 칩, 마이크로칩, PCB, 마이크로프로세서를 반도체 표면 위에 만들 수 있습니다. 반도체 내에서 도체와 절연체는 연결 또는 절연 영역을 만드는 데 사용됩니다. 전자 장치 내의 패턴화된 전극 설계는 균일하지 않은 전기장을 생성합니다. 전기장이 소멸되면 더 낮은 전압이 적용되어 필요한 전력 소비를 낮출 수 있습니다.  

금속 증착 

금속막 증착은 전기 부품과 센서 코팅을 만드는 데 사용됩니다. 금속 증착을 통해 구조층, 희생층, 전도성층, 절연층을 만들 수 있습니다. 예를 들어, 이산화규소는 희생층과 마스킹 재료로 모두 사용됩니다. 금속 증착 중 필름 두께는 기판 재료에 반응하여 성장하는 재료의 양에 따라 결정됩니다. 필름 성장에 영향을 미치는 주요 파라미터로는 온도와 증착 시간이 있습니다. 열 산화는 실리콘 기판 위에 균일한 이산화규소 층을 성장시키는 데 사용됩니다. 산소(O₂) 노출에 따라 산화물 층 두께가 결정되며, 노출 시간이 길어질수록 산화물 층이 두꺼워집니다. 온도가 높을수록 반응 속도가 빨라집니다. 산화층이 형성되는 동안 기본 실리콘의 일부가 소비된다는 점에 유의하는 것이 중요합니다. 산화 과정에서 약 45%의 Si가 소비됩니다. 산화물 두께는 Si 웨이퍼 색상과도 직접적인 상관관계가 있습니다. 일반적으로 산화물 두께를 나타내는 데 컬러 차트가 사용됩니다.  

패터닝 

기판에 미코 피처를 구현하려면 더 짧은 파장의 빛이 필요한데, 현재 다음과 같은 분야에서 연구되고 있습니다. 차세대 포토리소그래피. 마이크로칩은 실리콘과 같은 반도체 위에 패턴화된 미세한 회로 구성 요소로 이루어져 있습니다. 트랜지스터는 스위치와 증폭기 역할을 하기 위해 기판에 패턴화되어 있습니다. 가장 일반적인 마이크로칩 유형에는 로직 칩과 메모리 칩이 있습니다. 칩은 종종 해당 기능에 따라 그룹화됩니다. 로직 칩은 정보를 처리하고 메모리 칩은 정보를 저장합니다. 이러한 마이크로칩을 제작하려면 포토리소그래피가 필요합니다. 포토리소그래피는 기판 표면을 세척하고 포토레지스트를 스핀 코팅한 후 포토마스크로 덮고 자외선에 노출시킨 후 용매에 현상하여 패턴을 만드는 과정으로 이루어집니다.

선택적 도핑 

반도체 도핑에는 재료 전도도를 변경하는 작업이 포함됩니다. 이는 확산 또는 이온 주입을 통해 달성할 수 있습니다. 원자가 또는 외부 전자의 양은 도핑 유형을 식별하는 데 사용됩니다. p형 도핑에는 3개의 원자가 전자가 있는 반면, n형 도핑에는 5개의 원자가 전자가 있습니다. 두 가지 유형의 도핑은 모두 자유 전자(n형) 또는 정공 수(p형)의 증가를 통해 반도체 전도도를 높이는 데 사용됩니다. 이 두 가지가 결합하면 p-n 접합이 형성되어 전하의 흐름을 제어하는 데 사용됩니다. 실리콘은 다른 전도성 금속과 혼합하여 조작할 수 있기 때문에 일반적인 기판 재료로 사용됩니다.  

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