[IT 정보] 반도체가 만들어지는 공정에 대해 알아봐요! #1

안녕하세요. Jamond입니다.

 

늘 티비 광고나 동영상을 보면 실험실 같은 곳에서 반도체가 만들어 지는 것을 볼 수 있었는데요.

 

오늘도 인터넷을 이리 저리 돌아다니다 반도체 공정 단계에 대해서 알게 되었습니다.

 

반도체가 어떤 단계로 만들어지는지는 다들 모르실거같은데요.

 

오늘은 [반도체 8대 공정]에 대해서 알려드릴게요!

 

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반도체에 관심이 있는 사람이라면, 이미 알고 계실수 있는 공정인데요.

 

세세한 공정들은 저도 공부하기 어려운 부분이라 얉은 지식을 알려드릴게요.

 

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반도체의 공정 단계

 

보통 반도체 8대 공정이라고 해서 많은 사람들이 정보를 접하는데요.

 

웨이퍼 제조 - 산화공정 - 포토공정 - 식각공정 - 중착&이온주입 공정 - 금속 배선 공정 - EDS 공정 - 패키징 공정

 

이런 순서로 반도체가 생산되는데요.

 

 

 

각 단계별로 많은 내용을 담고 있어서,

 

오늘의 포스팅은 웨이퍼 제조와 산화공정까지 알려드리고 

 

다음 포스팅에 나머지 공정들을 순차적으로 다루겠습니다!

 

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웨이퍼 제조

출처 = 삼성반도체이야기

간단히 말해서 반도체 집적 회로를 만드는데 주재료인 '웨이퍼'를 제조하는 공정입니다.

 

웨이퍼란? 무엇일까요?

 

웨이퍼는 반도체의 기반과 같은 것입니다.

피자를 만들 때의 도우와 같은 느낌입니다.

 

 

웨이퍼의 주재료는 실리콘과 갈륨 아세나이드를 적당한 두께로 얇게 썬 원판을 의미하는데요.

 

 

주재료인 실리콘은 지구에서 풍부하게 존재하고 있는 모래의 규소 성분으로 만들기 때문에

 

안정적으로 수급할 수 있고, 독성도 없고 환경적으로 우수하다고 하네요.

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웨이퍼 제조공정

출처 = 삼성반도체이야기

잉곳 만들기 - 얇게 만들기 위해 잉곳 절단하기 - 웨이퍼 표면 연마하기 

 

잉곳 만들기

 

모래에서 추출한 실리콘을 반도체로 만들기 위해서는 순도를 높이는 정제과정이 필요한데요.

 

이렇게 정제된 초고순도의 실리콘 기둥, 잉곳을 만듭니다.

 

*잉곳 : 고순도의 실리콘 용액을 만들고 결정을 성장시켜 굳힌 것입니다.

 

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잉곳 절단하기

 

이렇게 만든 둥근 팽이 모양의 잉곳을 원판형으로 만들어줍니다.

 

이때는 다이아몬드 톱을 사용해서 균일하게 써는 작업을 합니다.

 

웨이퍼의 크기를 경정하여 6인치, 8인치, 12인치의 웨이퍼가 됩니다.

 

 

지름이 큰 웨이퍼를 생산하면 한번에 생산할 수 있는 반도체의 수가 증가하기 때문에 

 

두께는 점점 얇아지고, 크기는 커지는 추세라고 합니다.

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웨이퍼 표면 연마하기

출처 = 삼성반도체이야기

절단된 웨이퍼를 거울처럼 매끄럽게 만들어주는 공정인데요.

 

잉곳을 절단하여 나온 웨이퍼는 아직 표면에 흠결과 거친 표면이라 회로 정밀도에 영향을 미칠 수 있습니다.

 

그래서 표면을 매끄럽게 갈아냅니다.

 

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산화공정

출처 = 삼성반도체이야기

제조된 웨이퍼 표면에 실리콘 산화막을 형성해 트랜지스터의 기초를 만드는 공정입니다.

 

 

웨이퍼 자체는 전기가 통하지는 않는 부도체의 상태인데요.

 

웨이퍼에 도체와 부도체 성격을 가지게 만들게하기 위한 작업이 필요합니다.

 

이 작업을 산화 공정이라고 합니다.

 

 

산화 공정을 거치는 이유?

출처 = 삼성반도체이야기

웨이퍼 위에 절연막 올리기위해 산화막(SiO₂)을 형성합니다.

 

산화막의 역할은 회로와 회로 사이에 누설되는 전류를 막는 것입니다.

그외 확산 방지막 역할, 식각방지막의 역할도 합니다.

 

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웨이퍼 산화 방법

출처 = 삼성반도체이야기

대기 중 또는 화확물질내에서 산소를 노출 시키면 산화막을 형성하는데요.

 

이것은 흔하게 우리 주변에서 철 소재의 물건이 녹이 스는 것과 같은 원리입니다.

 

여러가지 산화 방법을 이용하고 있지만, 가장 보편적인 방법인 열산화 방법에 대해 알려드릴게요.

 

 

열산화 방법은 건식 산화와 습식산화로 나뉘는데요.

 

 

건식 산화

 

순수한 산소만을 사용하여 산화막을 만드는데요.

산화막이 느리게 성장하기 떄문에 얇은 막을 만들 때 사용됩니다.

 

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습식산화

 

순수한 산소와 수증기를 함께 사용해 산화막을 만드는 방법인데요. 

산화막이 빠르게 성장하기 때문에 두꺼운 막을 형성하지만, 건신 산화에 비해 산화층의 밀도가 낮습니다.

 

 

두께는 보통 습식 산화 방법이 건식에 비해 5~10배 정도 두꺼운 산화막을 얻는다고 합니다.

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오늘은 반도체 공정의 두가지 단계를 알아봤습니다.

 

내용이 어려워서 최대한 간략하게 적어봤는데,

 

잘 이해가 되엇을지 모르겠네요!

 

 

2~3개의 포스팅으로 다음 단계들을 알려드릴게요!

 

 

 

오늘의 글은 여기까지

 

긴글 읽어주셔서 감사합니다!

 

 

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