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웨이퍼 제조

2025-01-10

기술이 발전함에 따라 수요도 늘어나고웨이퍼계속해서 상승하고 있습니다. 현재 국내 시장의 실리콘 웨이퍼 크기는 100mm, 150mm, 200mm가 주류이다. 실리콘 직경 증가웨이퍼각 칩의 제조 비용을 줄일 수 있어 300mm 실리콘 웨이퍼에 대한 수요가 증가하고 있습니다. 그러나 직경이 클수록 웨이퍼 표면 평탄도, 미량 불순물 제어, 내부 결함 및 산소 함량과 같은 주요 매개변수에 대한 요구 사항도 더 엄격해집니다. 결과적으로, 웨이퍼 제조는 칩 생산 연구의 주요 초점이 되었습니다.



웨이퍼 제조에 대해 알아보기 전에 기본 결정 구조를 이해하는 것이 중요합니다.


물질의 내부 원자 조직의 차이는 물질을 구별하는 중요한 요소입니다. 실리콘이나 게르마늄과 같은 결정성 물질은 원자가 고정된 주기 구조로 배열되어 있는 반면, 플라스틱과 같은 비결정성 물질에는 이러한 규칙적인 배열이 없습니다. 실리콘은 독특한 구조, 유리한 화학적 특성, 천연 풍부함 및 기타 장점으로 인해 웨이퍼의 주요 재료로 부상했습니다.


결정질 물질은 두 가지 수준의 원자 조직을 가지고 있습니다. 첫 번째 수준은 개별 원자의 구조로, 결정 전체에 걸쳐 주기적으로 반복되는 단위 셀을 형성합니다. 두 번째 수준은 원자가 격자 내의 특정 위치를 차지하는 격자 구조로 알려진 이러한 단위 셀의 전체 배열을 나타냅니다. 단위 셀에 있는 원자의 수, 상대적인 위치, 원자 사이의 결합 에너지에 따라 재료의 다양한 특성이 결정됩니다. 실리콘 결정 구조는 대각선 길이의 1/4만큼 대각선을 따라 오프셋된 두 세트의 면 중심 입방 격자로 구성된 다이아몬드 구조로 분류됩니다.

결정의 주기성과 대칭성의 특성으로 인해 원자의 위치를 ​​설명하는 데에는 보편적인 3차원 직교 좌표계를 사용하는 것보다 더 간단한 방법이 필요합니다. 격자 주기성을 기반으로 결정의 원자 분포를 더 잘 설명하기 위해 세 가지 기본 원리에 따라 단위 셀을 선택합니다. 이 단위 셀은 결정의 주기성과 대칭성을 효과적으로 반영하며 가장 작은 반복 단위 역할을 합니다. 단위 셀 내의 원자 좌표가 결정되면 전체 결정에 걸쳐 입자의 상대적 위치를 쉽게 유추할 수 있습니다. 단위 셀의 세 모서리 벡터를 기반으로 좌표계를 설정함으로써 결정 구조를 설명하는 과정을 크게 단순화할 수 있습니다.


결정면은 결정 내의 원자, 이온 또는 분자의 배열에 의해 형성된 평평한 표면으로 정의됩니다. 반대로, 결정 방향은 이러한 원자 배열의 특정 방향을 나타냅니다.


결정면은 밀러 지수를 사용하여 표현됩니다. 일반적으로 괄호()는 결정 평면을 나타내고, 대괄호 []는 결정 방향을 나타내고, 꺾쇠 괄호 <>는 결정 방향 계열을 나타내고, 중괄호 {}는 결정 평면 계열을 나타냅니다. 반도체 제조에서 가장 일반적으로 사용되는 실리콘 웨이퍼의 결정면은 (100), (110) 및 (111)입니다. 각 결정면은 고유한 특성을 갖고 있어 다양한 생산 공정에 적합합니다.


예를 들어, (100) 결정면은 임계 전압에 대한 제어를 용이하게 하는 유리한 표면 특성으로 인해 MOS 장치 제조에 주로 사용됩니다. 또한 (100) 결정면이 있는 웨이퍼는 처리 중에 취급하기가 더 쉽고 상대적으로 평평한 표면을 가지므로 대규모 집적 회로를 생산하는 데 이상적입니다. 대조적으로, 원자 밀도가 더 높고 성장 비용이 더 낮은 (111) 결정 평면은 종종 양극성 장치에 활용됩니다. 이러한 평면은 종자 결정의 적절한 방향을 선택하여 성장 과정에서 결정 방향을 신중하게 관리함으로써 얻을 수 있습니다.


(100) 결정면은 Y-Z축과 평행하고 단위값이 1인 지점에서 X축과 교차합니다. (110) 결정면은 X축과 Y축 모두와 교차하는 반면 (111) 결정면은 교차합니다. 세 축 모두: X, Y, Z.

구조적인 관점에서 보면 (100) 결정면은 정사각형 모양을 이루고, (111) 결정면은 삼각형 모양을 이루고 있다. 서로 다른 결정면 사이의 구조 변화로 인해 웨이퍼가 파손되는 방식도 다릅니다. <100> 방향의 웨이퍼는 정사각형 모양으로 부서지거나 직각(90°)으로 부서지는 경향이 있는 반면, <111> 방향의 웨이퍼는 삼각형 조각으로 부서지는 경향이 있습니다.


결정의 내부 구조와 관련된 고유한 화학적, 전기적, 물리적 특성을 고려할 때 웨이퍼의 특정 결정 방향은 전체 성능에 큰 영향을 미칩니다. 결과적으로, 준비 과정에서 결정 방향을 엄격하게 제어하는 ​​것이 중요합니다.



Semicorex는 고품질을 제공합니다.반도체 웨이퍼. 문의사항이 있거나 추가 세부정보가 필요한 경우, 주저하지 마시고 연락주시기 바랍니다.


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