숙제3(산화)_2012

소개글

IC 프로세스 과목에서 산화에 대한 과제입니다. 산화법에 대한 관계식 도출과 그래프, 그리고 주어진 조건에 따른 산화막의 두께 및 시간을 계산한 과정이 상세히 나와있습니다.

목차

1. 산화막 두께와 orientation과의 관계

2. 다음 각 문항에 답하시오.

3. (111)방향의 실리콘 기판 위에 습식 산화법으로 1000oC에서 100nm(0.1um) 두께의 SiO2를 성장시키는 데 걸리는 시간은? 건식 산화법으로는 얼마나 걸릴까? 위 경우, 습식, 건식 중에서 어느 방법이 좋은지 그 이유를 적으시오.

4. (111)방향의 실리콘 기판 위에 습식 산화법으로 1100oC에서 1.2um 두께의 SiO2를 성장시켰다. 처음 0.4um를 성장시키는 데 걸리는 시간은? 다음 0.4um를 성장시키는 데 걸리는 시간은? 마지막 0.4um를 성장시키는 데 걸리는 시간은?

5. 결정 방향(crystal orientation)이 (100)인 silicon wafer를 다음과 같이 산화시킨다. [50]
제1단계: 1000oC 습식 산화법으로 0.5um 두께의 산화막을 키운다.
제2단계: 1100oC 건식 산화법으로 연속적인 산화를 시켜 전체 두께가 0.6um이 되게 한다.
1) 제1단계에서 걸린 시간은 ?
2) 제2단계에서 걸린 시간은 ?
3) 1100oC 습식 산화법으로 0.6um 두께의 산화막을 성장시키는데 걸리는 시간은 ?
4) 1100oC 건식 산화법으로 0.6um 두께의 산화막을 성장시키는데 걸리는 시간은 ?
5) 왜 습식 산화가 건식 산화보다 빠를까 ?

본문내용

☞ 위의 그래프에서 점선이 (111) Si, 실선이 (100) Si를 나타낸다. 두 가지 경우 모두 온도와 시간이 올라감에 따라 산화막의 두께가 두꺼워진다. 짧은 시간일 때에 (111)의 경우가 (100)의 경우보다 산화막의 두께가 더 두꺼움을 알 수 있고, 긴 시간일 때에는 거의 비슷함을 확인할 수 있다.
(100) 웨이퍼와 (111) 웨이퍼의 산화막 두께를 식을 이용하여 비교하면, 짧은 시간일 경우 산화막 두께가 로 근사되는데 (111) 웨이퍼에서의 계수()가 (100)의 계수보다 크다. 이 때 는 (100) 웨이퍼의 경우가 더 크지만 계수()의 영향이 더 크다. 따라서 짧은 시간에서 (111) 웨이퍼의 산화막이 더 두껍다.

<중략>

③ 어느 방법이 좋은가?
산화 방법은 산화막의 용도에 따라서 다르게 결정된다. 건식 산화법은 느리지만 산화막의 특성이 좋고, 습식 산화법은 빠르지만 산화막 특성이 건식 산화법에 의해 성장한 산화막의 특성보다 좋지 않다.
문제의 경우, 습식 산화법을 이용하게 될 경우 시간이 매우 짧기 때문에 산화막의 두께가 시간에 크게 의존하게 된다. 공정시간의 작은 오차로 인해 산화막의 두께가 크게 변하게 되기 때문에 건식 산화법을 이용하는 것이 좋다. 건식 산화법을 이용할 경우 시간은 길어지지만 산화막의 특성이 좋아진다는 장점이 있다.

참고 자료

없음