반도체공정 (Deposition & Evaluation)

소개글

반도체공정 레포트입니다.
대학원 생활동안 1년간 준비해온 반도체공정에 관한 총정리입니다.
이 레포트는 총 6 시리즈로 준비되어 있으니, 필요한 부분을 골라서
레포트를 쓸때나 전공공부하실때 유용하게 사용하시기 바랍니다.
이 레포트는 반도체공정중 증착(deposition)과 평가에 대한 내용입니다.

목차

< Film Deposition의 종류와 특징 >

1. Physical Vapor Deposition
(1) Evaporation
(2) Sputtering

2. Chemical Vapor Deposition (CVD)
(1) 열적으로 활성화되는 CVD 반응의 종류와 분류
(2) CVD의 종류
(3) CVD reaction steps
(4) CVD reactor
(5) CVD equipment design
(6) Atmospheric Pressure CVD (APCVD)
(7) Low Pressure CVD (LPCVD)
(8) Plasma Enhanced CVD (PECVD)

3. Epitaxial growth process
(1) Silicon epitaxy에 사용되는 chemical reaction
(2) Epitaxial 성장에서의 격자 정합
(3) Liquid Phase Epitaxy (LPE)
(4) Vapor Phase Epitaxy(VPE)
(5) Vapor-Liquid Solid method
(6) Molecular beam epitaxy (MBE)

4. Metalorganic CVD (MOCVD)
(1) Metal organic precursors
(2) MOCVD

5. Ionized Cluster Beam Deposition

< Wafer 위에 형성된 layer의 평가 >

1. Impurity와 imperfection에 대한 평가
(1) Epitaxial 증착에 의해 나타나는 대표적인 결함
(2) Metallization quality measures
(3) CVD quality measures
(4) Normarski interface contrast microscopy

2. Thickness measurements
(1) Color
(2) Ellipsometry (transparent films)
(3) Reflection spectroscopy
(4) X-ray film thickness
(5) Photoacoustic technology

3. Crystal Orientation
(1) Visual Observation
(2) Optical Reflectogram
(3) XRD (X-ray Diffraction)
(4) TEM (Transmission Electron Miscroscopy)

본문내용

2. Chemical Vapor Deposition (CVD)

기체의 원료 또는 고체와 액체의 원료를 증발시켜 기화한 후 이 gas를 carrier gas와 함께 가열한 방응 용기 안에 넣어 산화와 열분해 등의 화학 반응에 의하여 목적하는 박막을 형성하는 공정으로서 반도체(, , ), 절연막(, ), 금속막(, )등의 박막을 형성하는 대표적인 방법이다.

(1) 열적으로 활성화되는 CVD 반응의 종류와 분류
① Pyrolysis :
② Reduction :
③ Oxidation :
④ Hydrolysis :
⑤ Nitride formation :
⑥ Carbide formation :
⑦ Disproportion :
⑧ Organometallic reaction :
⑨ Chemical transport reaction
:

(2) CVD의 종류
①기판과 반응기 벽의 온도
- Hot wall CVD : 기판과 반응기 벽을 같이 가열, 서로의 온도차가 없다.
- Cold wall CVD : 기판만 가열, 온도차가 생긴다.
②반응기 내부의 압력
- APCVD (Atmospheric-pressure CVD)

...
..
(6) Atmospheric Pressure CVD (APCVD)
반응하는 증기나 가스가 보통의 대기압과 같은 압력의 반응기에 들어간다. 좋은 uniformity를 얻기 위해 압력의 조절이 필요하다. 에너지는 화학반응이 시작되고 유지되는 적당한 온도까지 기판을 가열하여 공급된다. 열은 resistance heating, RF induction infrared radiation 등으로 공급된다.
- 장점 : 단순하고 vacuum pump가 필요 없다.
- 단점 : 특별히 최적화된 가스가 주입되지 않으면 분자의 오염이 일어나기 쉽다.

① Horizontal tube APCVD reactor
② Gas injector type continuous processing APCVD reactor
③ Plenum-type continuous processing APCVD reactor

참고 자료

(1) Introduction to microelectronic fabrication, Jaeger, Prentice Hall
(2) Silicon Processing for the VLSI Era 2nd edition, S. Wolf, Lattice Press