쉬운 반도체공학 (21) 썸네일형 리스트형 쉬운 포토리소그래피 (노광 공정) [1] 안녕하세요. 1학기에 배우고 가물가물한 포토리소그래피를 면접 대비 겸 복습해보려고 합니다. 정말 몇 달 안하면 다 까먹네요. 공정 기술 엔지니어를 준비하시는 분이라던가, 포토공정 장비 엔지니어를 준비하시는 비전공자를 위해 쉽고 간단하게 써보겠습니다. 노광 공정은 웨이퍼에 회로 패턴을 새기는 중요한 공정으로 전체 반도체 제조 프로세스에서 60% 비중을 차지합니다. 비용적인 측면에서는 30%에 달하는 어쩌면 현대 반도체 공정에서 가장 중요한 공정이라고 할 수 있습니다. 노광 공정은 크게 보면 아래와 같은 프로세스로 이루어집니다. 1. PR coating 2. Mask alignment & Exposure 3. Development 4. Bake 5. Inspection 사실 세부적으로 보면 빛을 쏴주는 ex.. 쉬운 반도체공학#05 Short Channel Effect(2) Short Channel Effect 1. Channel Length Modulation 채널 길이 변조 저번 포스팅에서 설명했던 핀치오프와 속도 포화 현상이 야기하는 부효과입니다. 채널이 짧아지면 짧아질 수록 드레인 전압을 상승시킬 때 핀치오프보다 속도 포화가 먼저 발생하게 됩니다. 게이트 전압을 올려도 같은 조건에서의 롱채널 보다도 전류 상승이 더디게 되죠. 롱채널에서도 보여지는 물리적 현상이지만 숏채널로 갈수록 전기장이 강해지면서 확연히 드러나는 부효과입니다. 2. DIBL (Drain Induced Barrier Lower) 드레인으로 인해 소스와 드레인 사이의 장벽이 낮아진다는 뜻입니다. 여기서 장벽은 에너지 밴드 다이어그램 장벽을 뜻합니다. 소스와 드레인 사이에는 에너지 밴드 다이어그램 사이에.. 쉬운 반도체공학#04 Short Channel Effect(1) 소자의 길이가 작아지면서 생기는 여러 안 좋은 효과들을 Short Channel Effect, 단채널 효과라고 부릅니다. 소자의 gain 자체도 줄이고, 전력 소모를 늘리는 등 반드시 개선시켜야 하는 문제들입니다. 본격적으로 단채널 효과를 알아보기 전에 핀치오프와 속도 포화 현상에 대해 알아보겠습니다. 1. pinch-off 위와 같은 드레인 전류식을 바탕으로 얘기해보겠습니다. 기본적으로 드레인 전압을 올리면 채널의 전류도 상승합니다. 하지만 일정 드레인 전압에서 일정하게 수렴하게 됩니다. 이 때를 MOSFET의 포화영역이라고 합니다. 포화 영역이 시작되는 전압값을 Vdsat이라고 하겠습니다. 드레인 전압이 이 Vdsat을 넘어서게 되면 드레인 쪽에 채널은 끊기게 됩니다. 더 이상 드레인 전압이 전하의 .. 쉬운 반도체공학#03 문턱전압과 BodyEffect바디효과 게이트에 문턱전압을 가해주게 되면 모스펫이 ON된다고 표현합니다. 이 문턱전압을 측정하는 방법은 크게 두 가지가 있는데, 하나는 gm max방법이고, 나머지 하나는 constant current 방법입니다. gm은 게이트 전압에 대한 드레인 전류의 변화량으로 이 gm값이 가장 커졌을 때 게이트 전압을 추출해서 구하는 방법이gm max 방법입니다. constant current method 방법은 드레인 전류가 위 값과 같을 때, (W는 게이트의 폭, L은 게이트의 길이) 그 때의 게이트 전압을 문턱전압이라고 정의하는 방법입니다. 문턱전압이 너무 높으면 소자를 ON시키기 위해 더 많은 전압이 필요하게 되어 높은 power가 요구됩니다. 전력소모가 커지게 되면 좋지 않은 특성이죠. 반대로 너무 낮으면 원치 .. 쉬운 반도체공학#02 MOSFET 모스펫 MOSFET은 Metal Oxide Sillicon Field Effect Transistor의 약자로 전계 효과를 이용한 트랜지스터입니다. 저번 포스팅에서 다뤘던 모스캡이 inversion layer를 형성하려면 bulk에서 전자들을 모아왔어야 했는데 이 시간이 너무 길었습니다. 반면 모스펫은 소스와 드레인에 전자를 강하게 도핑해 (NMOS 기준) 게이트에 Vt이상의 전압을 가해주면 이 전자들이 inversion layer를 형성하고 드레인에 전압을 가해주면 드레인에서 소스로 전류가 흐르게 됩니다. 게이트와 바디 두 개의 단자였던 MOSCAP과 다르게 MOSFET은 소스와 드레인까지 4개의 단자로 이루어져 있습니다. PMOSFET은 반대로 Vt에 음의 전압을 가하면 정공으로 이루어진 채널이 소스와 드레.. 쉬운 반도체공학#02 MOSCAP 모스캡(2)-문턱전압 저번 포스팅에는 Vfb보다 더 negative한 전압을 인가해서 정공 축적이 일어나는 것을 알아봤습니다. 이번에는 Vfb보다 훨씬 positive한 전압을 주면 어떻게 되는 지 살펴 보겠습니다. 문턱 전압의 정의는 간단합니다. Substrate 표면근방에서 다수 캐리어와 소수 캐리어의 수가 같아지기 시작 하는 전압을 말합니다. 에너지 밴드 관점에서 차근차근 보겠습니다. 게이트에 Vfb보다 큰 전압을 가해준 상황입니다. metal쪽에 밴드가 내려가면서, Si의 밴드가 따라서 아래로 휘었습니다. Nmos를 기준으로 하기 때문에 파란색의 페르미 준위는 밸런스밴드에 가까이 위치하고 있습니다. 하지만 표면 쪽에서는 밴드가 아래로 휘면서 오히려 컨덕션 밴드에 가까이 위치해있습니다. 즉 표면엔 전자가 더 많다는 뜻이.. 쉬운 반도체공학#02 MOSCAP 모스캡(1) 보호되어 있는 글입니다. 쉬운 반도체공학 #01 Ohmic contact과 Schottky Contact 본격적으로 반도체공학에서 다뤘던 내용들을 다루겠습니다! 옴 접촉은 금속과 heavily 도핑된 반도체가 만났을 때 일어나는 특성입니다. 낮은 저항을 가지고 있는 것이 특징입니다. 모스펫에서 금속 배선이 heavily 도핑된 N-well과 만났을 때 일어나는 것이 옴 접촉입니다. 소자 전반적으로 굉장히 많이 쓰이는 특성입니다. 쇼트키 접촉은 금속과 lightly 도핑된 반도체가 만났을 때 일어납니다. PN junction의 I-V특성과 흡사한 것이 특징입니다. 특별한 경우에 쓰이거나 혹은 원치 않는 특성으로 나타나기도 합니다. 옴 접촉과 쇼트키 접촉을 이해하기 위해서는 에너지 밴드에 대한 이해가 필요합니다. 반도체인 Si의 경우 1.1eV 정도의 밴드갭 에너지를 가지고 있습니다. 이에 반해 부도체는 이보다.. 이전 1 2 3 다음
