[공학기술]산화공정(Oxidation)

소개글

산화공정을 직접 실험하여 쓴 보고서입니다.
산화공정에 관련된 이론과 실험방법과 결과 및 설계과제등이 수록되어 있습니다.

목차

1.실험 목표
2.이론
① 산화 공정의 정의
②산화 기구
③ 산화율에 영향을 주는 요소
2.실험 재료 및 실험 장비
3.실험 방법
- cleaning 공정
- furnace 공정
- inspection 공정
4. 결과
5. 고찰
6. 창의설계
① 확산방지막
③ 소자 분리 (Isolation)
④ 이온주입 방지(Implantation Masking)
⑤ 절연막 (Dielectric Layer)

본문내용

① 산화 공정의 정의
반도체 소자 제조 공정 중 하나로 고온(800-1200℃)에서 산소나 수증기(H2O)를 주입시키고 열을 가해 실리콘 웨이퍼 표면에 얇고 균일한 실리콘 산화막(SiO2)을 형성 시키는 공정이다. 실리콘 산화 막은 실리콘 표면에 원하지 않는 오염을 방지하는 역할 뿐 아니라 반도체 소자에서 매우 우수한 절연체(insulator)로 전류와 도핑물질(dopant)의 이동을 막는데 사용되는 물질로 고품질의 SiO2 박막을 성장시키는 산화 기술은 반도체 공정에서 매우 중요하다.
②산화 기구
* 딜-그로브의 열 산화 모델 (Deal-Grove Model of Oxidation)
Si기판을 고온(1000℃ 전후)하에서 산소 등의 산화성 가스에 노출시키면, Si표면이 산화되어 SiO2 막이 형성된다. SiO2 막의 질과 두께를 제어하기 위해서는 산화기구를 알아야한다. 산소분자(O2)등의 산화 종이 우선SiO2막 표면에 흡착한 후, SiO2막 중을 확산에 의해 통과하여 Si 와 SiO2의 계면에 도달하면 그곳에서 Si와 반응(산화)하여 SiO2가 형성된다. 다시말해 SiO2 내에서의 실리콘 확산도는 O2 의 확산도보다 매우 작다. 따라서 화학반응은Si-SiO2의 경계면에서 일어난다. 이는 중요한 효과로 열 산화에 의해서 형성되는 경계면은대기 중에 노출되지 않는다. 따라서 불순물에 대해 비교적 자유롭다. Si의 산화를 고온에서 하는 이유는 상온에서는 Si 및 산소분자 모두 자연 산화층을 통해 확산할 수 있을 만큼 활동적이지 못하기 때문이다. 따라서 곧 반응은 멈추게 되고 이때 산화층의 두께는 25Å을 넘지 못한다.

참고 자료

국민대학교 신소재기초실험