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Intro ......

 

부도체로 나뉜다. 순수한 반도체는 14족 원소로 이루어져 모든 전자가 공유결합을 이룬다. 즉, 소스와 드레인 사이에 채널이 형성되고, 하필에는 집적도가 점점 커지고, 소스와 드레인의 전압 차이에 의해 채널을 통해 전류가 흐르는 구조이다. 흔히 말하는 32nm공정, 반도체, 면적이 작아져서 힘들어지고 있는 추세이다. 구체적인 반도체공정 1. n형 반도체와 p형 반도체를 붙여놓으면 p형 반도체에서 n형 반도체 방향으로는 전류가 잘 흐르며 반대방향으로는 거의 흐르지 않는 정류작용이 일어난. , 45nm공정 등은 게이트의 길이를 말하는 것이다. 공정에서 칩의 크기를 줄이려는 이유 5. 반도체의 기본이 되는 트랜지스터,하필 70%인 이유는 트랜지스터의 스케일이 70%가 되면, 실리콘(Si) 등이 대표적인 반도체이다. 그리고 반도체는 원형의 실리콘 웨이퍼를 기반으로 만들어진다. 2. 0.70. 반도체 관련 용어 7. 반도체란 전기전도도에 따라 물질을 분류하면 크게 도체, 그 중 대세인 MOSFET MOSTFET은 Metal Oxide Semiconductor  ......

 

 

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전자공학 - 반도체 공정에 대해서 보고서

 

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전자공학 - 반도체 공정에 대해서

 

전자공학 - 반도체 공정에 대해서

 

반도체 공정

(wafer fabrication)

목차

1. 반도체란

2. 반도체의 기본이 되는 트랜지스터, 그 중 대세인 MOSFET

3. 풀노드와 하프노드

4. 공정에서 칩의 크기를 줄이려는 이유

5. 반도체 공정재료와 장비

6. 반도체 관련 용어

7. 반도체 공정 요약

8. 구체적인 반도체공정

 

1. 반도체란

전기전도도에 따라 물질을 분류하면 크게 도체, 반도체, 부도체로 나뉜다. 반도체는 순수한 상태에서 부도체와 비슷한 특성을 보이지만 불순물의 첨가에 의해 전기전도도가 늘어나기도 하고 빛이나 열에너지에 의해 일시적으로 전기전도성을 갖기도 한다.

 

주기율표상에 14족에 위치하는 저머늄(Ge), 실리콘(Si) 등이 대표적인 반도체이다. 초창기에는 저머늄이 주로 사용되었지만 현재는 실리콘에 13족의 붕소(B)나 15족의 인(P)등을 첨가하여 사용한다. 최근에는 13족과 15족의 화합물반도체가 쓰이기도 하며 갈륨비소(GaAs;gallium arsenide) 나 인듐인(InP;indium phospide) 등이 있다.

 

순수한 반도체는 14족 원소로 이루어져 모든 전자가 공유결합을 이룬다. 여기에 15족 원소를 첨가하면 잉여전자가 발생하여 n형 반도체가 되며 13족 원소를 첨가하면 반대로 전자가 부족하게 되어 정공으로 이루어진 p형 반도체가 된다. n형 반도체와 p형 반도체를 붙여놓으면 p형 반도체에서 n형 반도체 방향으로는 전류가 잘 흐르며 반대방향으로는 거의 흐르지 않는 정류작용이 일어난다. 이러한 소자를 다이오드(diode)라고 하며 이것이 반도체 소자의 기본이 된다.

 

반도체는 다이오드와 트랜지스터 등으로 이루어진 집적회로소자 이외에도 열전자방출소자, 전자식 카메라의 전하결합소자(CCD; ch-arge coupled device) 등 첨단 전자산업 부문에 넓게 응용되고 있으며 태양전지나 발광소자에도 사용된다. 이처럼 우리 주변의 대부분의 전자제품에 들어있어 생활에 편리를 가져다 주기 때문에 반도체를 ‘마법의 돌’이라 부르기도 한다.

2. 반도체의 기본이 되는 트랜지스터, 그 중 대세인 MOSFET

MOSTFET은 Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor의 약자로 그림에서 보는 것처럼 Metal(Polysilicon) Oxide(SiO2) Semiconductor(Doped Si)가 순서대로 배치되어 있는 트랜지스터이다. 동작 원리를 간단하게 하면 게이트에 특정 크기 이상의 전압이 걸리면, 소스와 드레인 사이에 채널이 형성되고, 소스와 드레인의 전압 차이에 의해 채널을 통해 전류가 흐르는 구조이다. 흔히 말하는 32nm공정, 45nm공정 등은 게이트의 길이를 말하는 것이다.

 

3. 풀노드와 하프노드

기본적으로 풀노드는 ITRS에서 규정하는 노드(게이트 길이)를 말한다. 그리고 이전 세대 대비 70%로 감소된 노드를 풀노드라고 한다. 하프노드는 풀노드 사이의 노드를 말한다. 풀노드에서 다음 풀노드로 이전되는 것을 한 세대로 본다. 하필 70%인 이유는 트랜지스터의 스케일이 70%가 되면, 칩 면적은 50%가 된다. 0.70.7〓0.49~0.50 동일 면적의 칩이라면 집적도가 두 배가 되는 것이다. 이 것을 인텔이유TSMC에서 한 세대를 2년에 한번씩 충실히 지켜왔는데, 하필에는 집적도가 점점 커지고, 면적이 작아져서 힘들어지고 있는 추세이다.

 

4. 공정에서 칩의 크기를 줄이려는 이유

반도체 산업은 기본적으로 대량생산을 바탕으로 한다. 그리고 반도체는 원형의 실리콘 웨이퍼를 기반으로 만들어진다. 즉, 하나의 웨이퍼에서 더 많은 칩을 생산할수록 수익이 높아지는 것이다.

여기서 수익을 높이기 위해서 가장 쉬운 방법은 웨이퍼의 크기를 늘리는 것이다. 예전부터 지금까지 웨이퍼의 크기는 지름 25mm에서 점점 커져서 현재는 300mm에 이르고 있다. 현재는 450mm를 준비하고 있지만 막대한 투자비용으로 인해 정체되고 있는 상태이다. 앞서 3에서 말했듯이 풀노드 이전 한번이면 집적도가 두배로 올라간다. 동일 웨이퍼에서

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