VLSI공정 3장 문제정리

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실리콘 내에 불순물을 열 확산시키는 방법은 간편하고 비교적 정확하게 불순물의 분포를 알 수 있음.
열 확산 - 화학적 불순물이 웨이퍼의 일부분에 주입되어 원하는 운반자로 작용할 수 있도록 활성화&원하는 농도
웨이퍼에 주입된 불순물들은 재배치 과정을 거치는데, 웨이퍼에서 불순물 원자들의 운동은 임의의 열운동 결과로 생긴 농도차이에 의한 물질의 이동, 즉 확산에 이해 이루어졌다.
확산은 바이폴라기술에서 베이스, 에미터, 저항의 형성과MOS기술에서 소스,드레인 영역의 형성 등에 사용된다.
바이폴라 : 접합형트랜지스터 전자와 정공의 두 가지 캐리어가 전류에 관여해 그 쌍방의 이동에 의존해 동작하는 트랜지스터.
불순물 원자들은 다양한 방법으로 실리콘 내부로 들어갈 수 있다.
(1)고온의 증기에서 화학작용에 의한 확산
(2)불순물이 첨가된 산화에 의한 확산
(3)이온 주입 층으로부터의 열처리와 확산

<중 략>

2차원 격자의 확산 기구 모델
1.치환형 확산(Substitutional) : 불순물 원자들은 하나의 결정 격자 위치로부터 다른 곳으로 이동한다. 그러므로 불순물 원자는 격자 내에서 실리콘 원자를 ‘치환한다’ 치환형의 공정을 만들려면 실리콘 원자 내에 공공이 있어야만 한다.
치환형 확산의 장점 : 확산 속도가 느려서 확산 공정을 원하는 대로 정교하게 조절할 수 있는 것
치환형 확산의 단점 : 공공의 공급이 한정 되어있어 진행속도가 상대적으로 느리다.
<P, B , As, Al, Ga , Sb, Ge>
2.틈새/치환형 확산 : 불순물 원자가 틈새를 통해 실리콘 결정 격자를 치환하고 정상적인 격자 위치에 있던 실리콘이 격자 위치 사이의 틈새의 공간으로 이동하면서 발생한다.
3.틈새형 확산(Interstitial) : 불순물 원자가 실리콘 결정 격자의 틈새로 이동하면서 확산이 일어나는 것.
틈새형 확산의 장점 : 확산 속도가 치환형 확산보다 빠르다.
틈새형 확산의 단점 : 확산이 빠르게 이루어지므로 조절하기 어려움
<O, Au, Fe, Cu, Ni, Zn, Mg>

참고 자료

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