안녕하세요!!
이번 포스팅에서는 아주 쉽고 재밌게
반도체를 어떻게 만드는지에 대해 다뤄 볼게요~!!
먼저 반도체란 무엇일까요?
반도체에 대해 찾아보면
"도체 부도체의 중간 성질을 지니고 있는 것"
혹은 "특정 조건에서 전류가 흐르는 물질"
이라고 나오죠.
하... 내가 원한 뜻은 이게 아닌데.. 무슨소린지도 모르겠고..
사실 저도 반도체에 대해 공부하기 전에는 반도체에 대한 지식백과를 보면서
'이게 무슨소리야?' 라며 탄식했답니다..ㅎㅎ
쉽게 말해서
'전자 산업분야에서 사용되는 집적 회로' 정도가
반도체라고 이해하시면 될 것 같아요!
트랜지스터에서 출발해서 지금의 복잡한 집적회로까지 발전한 것을
흔히들 "반도체"라고 이야기 합니다.
그럼 다음으로 반도체 공정이란 무엇일까요?
쉽게말해서 반도체 공정은 반도체를 만들기 위한 과정입니다!!
사실 반도체 공정은 어떤 반도체를 만드느냐에 따라서 조금씩 달라지는데요,
그중에서도 가장 대표적인 공정이 바로 반도체 8대 공정입니다.
반도체 8대 공정은 웨이퍼, 산화, 포토, 식각, 박막, 금속배선, EDS, 패키징 순서로 구성되어 있습니다!!
그럼 차근 차근 각 공정에 대해 알아보도록 해요!!
1. 웨이퍼 공정
웨이퍼는 반도체의 기판입니다.
피자를 만들때, 동그란 반죽을 밑에 내려놓고 토핑을 올리듯이,
반도체도 위에 회로를 새겨 넣을 판이 필요합니다.
그 역할을 웨이퍼가 해준다고 생각하시면 됩니다!!
웨이퍼 공정은 잉곳 제작, 잉곳 절단, 웨이퍼 표면 연마, 세척, 검사 순으로 진행됩니다.
더 설명하고 싶지만
오늘은 대략적으로 어떻게 반도체가 만들어지나에 대해 다룰 거라서
자세한 건 나중에 포스팅해보도록 할게요!!
(생략)마스크공정
마스크는 복잡한 회로를 만들기 위해 제작된 일종의 설계도 입니다!
그림을 따라 그릴때 모니터 위에 얇은 종이를 대고 따라 그린 적이 있으실 거에요.
비슷한 원리입니다!
마스크가 따라 그릴 수 있는 모니터라고 생각하면 됩니다.
2. 산화공정
산화공정은 웨이퍼 위에 산화막을 도포하는 과정입니다!
왜하냐구요?
1) 누설전류흐름을 방지하고
2) 이온주입공정에서는 확산을 방지시켜주고
3) 식각공정에서는 잘못 식각하는 것을 방지하는 역할을 해줍니다.
별 것 아닌 것 같아도 상당히 중요한 작업이에요!
3. 포토공정
슬슬.. 어려워집니다.. 집중하세요!!
1) 웨이퍼 위에 '포토레지스트'라는 감광액을 도포합니다.
포토레지스트..?
... 집중하세요!!
포토레지스트는 일본이 수출규제했던 품목 중 하나죠!
아직도 국산화가 안됐습니다..ㅠㅠ
아으..!
2) 마스크를 올려두고 그 위에 빛을 쏩니다!(노광공정)
포토레지스트에 빛을 가하게 되면
p형 포토레지스트는 빛이 가해지지 않은 부분이 굳고
n형 포토레지스트는 빛이 가해진 부분이 굳습니다.
이쯤되면 회로패턴을 어떤 방식으로 만들어내는지 느낌이 슬~슬 오죠?
3) 현상공정
PASS
빨리빨리 갑시다!ㅠㅠ
나중에 다룰게요
4. 식각공정
말그대로 깎는 과정입니다!!
흠.. 대충 말안해도 뭘 깎는지 알겠죠?
그림에는 나오지 않았지만 감광액도 식각합니다.
이때 사용되는 것이 불화수소죠.
불화수소도 일본이 수출규제한 품목 중 하나인데
이건.. 국산화 했습니다!!
식각공정에는 건식 식각, 습식 식각이 있는데, 이것도 각 공정마다 나중에 하나씩 자세하게 포스팅 해볼게요!!
5. 박막공정(=증착공정)
위에 그림 하나 보이시죠. 거기 위에다가 얇~은 막을 덮는거에요!!
반드시 1 마이크로미터 이하의 얇은 막을 덮어야합니다.
종류에는 PVD, CVD, ALD(CVD의 일종이라면 일종..)가 있습니다.
박막공정이 왜 필요한지 설명하려면
일단 산화물 반도체(MOSFET)에 대한 이해가 필요합니다.
또, 박막공정 방법마다 차이점을 설명하려면
stepcoverage, 단차 피복성에 대한 이해가 필요합니다.ㅠㅠ
그러니까 이것도! 나중에 포스팅하겠습니다.
죄송합니다..ㅠㅠ 한 포스팅안에 너무 많은 정보를 담을수가 없어요..
6. 금속배선 공정
이제 만들어진 패턴을 이어주면 됩니다.
주로 금, 백금, 은, 알루미늄, 텅스텐 등의 재료가 사용됩니다.
7. EDS 공정
EDS는 반도체의 수율을 높이기 위한 일종의 테스트입니다.
전기적 특성 검사를 해서 칩들이 필요한 품질에 도달했는지 체크합니다.
8. 패키징 공정
위험한 외부부터 만들어진 회로를 안전하게 보호하도록 포장을 하는 공정입니다!
패키징은 웨이퍼 절,칩 접착,금속 연결,성형 순서로 이루어집니다.
반도체 공정은 웨이퍼 기판위에 피자에 토핑을 하나 하나 올려가듯
얇은 막을 하나씩 올리면서 진행된다고 가볍게 이해하시면 됩니다!
지금까지 반도체 8대 공정에 대해서 알아보았는데요~
다음에는 꼭 각 공정들에 대해 자세하게 설명하는 포스팅을 써보도록 할게요!!
혹시라도 틀린게 있거나 수정할 부분 있으면 댓글로 남겨주세요~!!