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반도체 2모저모

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반도체 신뢰성 평가 The Bathtub Curve: WFP 기간에 EM, HCI, TDDB, BTI 등의 불량이 발생할 수 있기 때문에 반도체 신뢰성 테스트를 거쳐 품질을 보증한다.  EM (Electromigration): 고전류밀도에서 금속 원자들이 전기장의 영향을 받아 이동함으로써 반도체 전선의 구조적 결함을 유발하는 현상. HCI (Hot Carrier Injection): MOSFET 채널의 carrier가 높은 에너지를 받아 sio2 절연막 안으로 들어가 Vth를 변화시키는 현상. TDDB (Time Dependant Dielectric Breakdown): HCI의 연장선으로, 시간이 지남에 따라 절연막에 injection 되는 carrier 양이 많아지며 게이트와 기판이 연결되어 short 돼버리는 현상. ..
증착 공정 - 2 Plasma CVD○ PECVD: 플라즈마를 만들 때 생성된 여러 가지 입자 중 라디칼을 사용한다.저온에서도 다른 원소와 화학적으로 쉽게 결합하며 증착 속도가 빠르지만, 막질 상태가 좋지 않고 step coverage가 낮다.CCP type으로 저압에서 plasma density가 감소한다.→ 막의 품질이 떨어져도 무방한 위치(layer)에 한정적으로 사용한다. ○ HDPCVD: ICP 방식을 사용하여 증착 속도는 PECVD보다 느리지만 plasma density가 높아 막의 질이 더 좋다.또한, back side에 RF Bias를 인가할 수 있어 sputtering을 진행할 수 있다.(Depo →sputtering →Depo..)→ step coverage가 극대화되어 Gap fill이 우수하다.  M..
증착 공정 - 1 증착 공정: 반도체 소자를 동작시키기 위해 필요한 다양한 물질(금속 등)을 얇은 두께의 박막으로 형성하는 공정  PVDSputtering: 화학적 반응을 수반하지 않고 타겟 원자의 운동 에너지만으로 막질을 형성하는 방식으로 운동에너지를 갖는 타겟 원자와 충돌하여 산란이 일어날 수 있으므로 고진공 상태에서 공정이 진행된다.화학적 반응을 수반하지 않아 clean 하고 박막 간 adhesion이 높다.그러나 저압(고진공)에서 공정을 진행해 MFP가 길고, 직진성을 갖고 있어 CVD대비 side-step coverage가 불량하다. Evaporation: 반응 소스를 증발시켜 박막에 증착시키는 방법 ○ Thermal Evaporation: 증착하고자 하는 소스에 열에너지를 가해 소스가 증발하면서 기체화되어 기판..
식각 공정 변수 Etch rate: 식각이 진행되는 동안 물질이 웨이퍼 표면으로부터 제거되는 속도Etch rate = ΔT / t (식각 길이 / 시간)Selectivity: 식각 부위를 잘 선택해서 식각 하는 능력selectivity = 식각 물질의 식각 속도 / 식각 X물질의 식각 속도Etch bias: 각 공정 진행 후 CD 변화Etch bias = DICD - FICD, Etch bias가 0이면 가장 좋다. ※ DICD: 노광 공정 후 CD, FICD: 식각 공정 후 CDEtch uniformity: 식각 속도가 wafer의 여러 지점에서 얼마나 동일한가 → 수율과 관련 있다.Etch unif = 100 * (ERmax - ERmin) / 2ERava→ 평균 식각률과 식각 깊이를 고려하여 식각이 종료되는 EOP..
식각 공정 식각 공정: 반도체 회로 패턴을 완성하는 공정으로 포토 공정 이후에 필요한 회로 패턴을 제외한 나머지 부분을 제거하는 공정 - Wet etching (습식 식각): 화학 물질을 사용하여 에칭 하고자 하는 박막과의 화학반응을 통해 제거하는 방식으로 용액의 농도, 교반(혼합) 정도 등이 변수이다. - Dry etching (건식 식각): 고에너지의 이온을 타격하여 깎아내는 방식  Wet Etching: wafer의 layer나 Dry Etching의 잔여물 제거에 사용한다. ○ Si wet etching process : 질산 용액이 PR에 대해 높은 식각비를 가져 PR을 쓰는 공정에서는 사용하지 않는다.1) Si + 4HNO3 → SiO2 + 2 H2O + 4NO22) SiO2 + 6HF → H2SiF6 ..
RF plasma RF plasma: DC대신 높은 주파수의 교류(13.5 MHz)를 두 전극판에 인가하여 발생한 플라즈마 plasma는 발생 메커니즘에 따라1) DC를 이용한 plasma: 한 방향으로만 E-field가 형성되어 플라즈마가 유지될 수 없다. 2) AC를 이용한 plasma 3) RF 제너레이터 (13.5 MHz)를 이용한 plasma3-1) CCP type3-2) ICP type로 구분할 수 있다.CCP type (고압력, 저진공): capacitor와 같은 구조로 Anode, Cathode의 두 전극 표면에 분포된 전하로 인해 형성된 전기장에 의해 플라즈마 형성 - 특징:1. 플라즈마 밀도가 낮다.(전극판이 챔버 내에 전체적으로 펼쳐 저 있다)→ uniformity(균일도)가 높다.2. 결합이 강한 부..
DC plasma plasma ○ plasma를 발생, 유지시키는데 필요한 조건 - 충분한 에너지: 플라즈마를 형성하기 위한 가장 첫 번째 단계인 '이온화'를 충족시키기 위해서는 충분한 에너지로 가속된 전자가 필요하다. 따라서 충분한 전기장을 인가해 주어야 한다. - 압력, 기체의 양: 바이어스가 높게 걸려도 챔버 내부의 기체 원자 양이 너무 많으면 MFP가 짧아져 전자가 충분히 가속되지 못해 '이온화'조건을 만족시키지 못한다. 반대로 압력이 너무 낮아 기체의 양이 너무 적을 경우, MFP가 길어져 '이온화'조건은 만족하지만, 가속된 전자가 기체 원자와 충돌할 확률이 매우 낮아져 플라즈마가 형성되지 않는다. ※ MFP가 짧은 경우: 전자가 가속되기 전에 다른 기체 분자와 충돌해 '이온화'조건을 만족하지 못한다. ※ MFP..
plasma란? plasma (플라즈마) : 물질의 제4의 상태라 정의. 전기적으로 중성을 갖는 기체 원자가 전기 에너지 혹은 열 에너지를 받아 전자와 양이온으로 분리되어 있는 상태. ※ 중성 기체 원자를 이온화시키기 위한 이온화 Energy 헬륨(He): 24.5ev, 아르곤(Ar):15.8ev, 질소(N):14.5ev, 크로뮴(Cr):6.8ev, 네온(Ne):15.7ev, 크립톤(Kr):14.0ev, 제논(Xe):12.2ev, 산소(O):13.6ev ○ 구성: 전자, 양이온, 라디칼(중성) - 전자: 가장 많이 존재한다. - 라디칼: 반응성이 매우 높다(활성 기체), 농도가 매우 높아 저압(고진공)에서 확산을 통해 제어한다. 전자와 양이온은 plasma 발생, 유지에 중요한 역할을 한다. ○ plasma 구성 입자의..

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