재료공학실험-재료의 산화 및 박막성장

목차

1. 실험목표
2. 실험이론

본문내용

실험목표
- 실리콘 집적 회로 제작에서 가장 기본적이며 자주 사용되는 열 산화막을 형성하는 방법을 알아본다.
- 열 산화막의 성장기구, 성장에 영향을 주는 인자들, 산화막의 응용 등을 익힌 다.
- Silicon의 Thermal oxidation의 원리를 이해하고 실제 실험을 통해 oxide를 성장시켜 그 두께를 측정, 비교 하여 wet oxidation과 dry oxidation의 차이점을 알아본다.

실험이론
< 실리콘 산화막의 용도 및 성장방법 >
(1)실리콘 산화막의 용도
실리콘 산화막( Silicon Oxide)는 반도체 소자 공정의 다양한 분야에서 이용된다.
① Isolation (field Oxide, Inter-Metallic Dielectrics,):전기적절연체역할
② diffusion Mask (Ion Implant or Diffusion):공정상에서의 마스크 역할
③ Surface Passivation : 부식, 불순물, 압력 등으로부터 보호한다.
④ Functional Insulator(Gate Oxide, Capacitor Dielectrics, Tunneling Oxide)

(2)실리콘 산화막의 성장방법 및 제조에 영향을 미치는 요소
①건식산화(DRY OXIDATION)
실리콘은 산소와 접촉하면 쉽게 산화되는 물질이다. 천연적으로 산화될 때, 산화막은 50～100Å 정도 성장한다. 그런데, MOS 구조에서 쓰이는 산화막 두께는 1000Å(MOS gate)~15000Å(MOS field Oxide)사이이다. 보통의 바이폴라 산화막은 5000～8000Å 범위이다. 이러한 두께를 얻으려면 900℃에서 1200℃ 정도의 산화온도가 필요하다. 온도는 적당한 시간에 공정할 수 있을 만큼 높아야하며 결정 결함을 주지 않을 만큼 낮아야 한다. 공정온도로서는 1200℃가 최대값인데, 그 이상으로 온도가 올라가게 되면 웨이퍼가 뒤틀리고 수정 용기가 휘게 된다.
열산화 화학식 : Si + O2 → SiO2 (가열온도 900℃～1200℃)

참고 자료

없음