1. 반도체란 반도체 물질의 특성, 기능 그리고 기능별 용도 1.1 반도체 물질의 특성, 기능 그리고 기능별 용도

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1 1. 반도체란 반도체 물질의 특성, 기능 그리고 기능별 용도 1.1 반도체 물질의 특성, 기능 그리고 기능별 용도
1. 반도체란 반도체 물질의 특성, 기능 그리고 기능별 용도 1.1 반도체 물질의 특성, 기능 그리고 기능별 용도 우리는 전기가 통한다 전기가 안 통한다 하는 말을 자주 쓰게 된다. 보다 정확하게 말한다면 전류가 흐른다 전류가 흐르지 않는다 라고 할 수 있다. 초등학교 자연시간에 했던 한 실험을 누구나 기억 할 수 있을 것이다. 그 실험장치를 그려보면 다음과 같다. ▶ 스위치를 켜면 전구에 불이 들어온다. = 전기가 통한다. = 전류가 흐른다. = 철사는 도체(導體) ▶ 스위치를 켜면 전구에 불이 안 들어온다. = 전기가 안 통한다. = 전류가 흐르지 않는다. = 유리는 부도체(不導體)

2 1. 반도체란 반도체 물질의 특성, 기능 그리고 기능별 용도
1. 반도체란 반도체 물질의 특성, 기능 그리고 기능별 용도 실험 A 에서처럼 철사로 된 스위치는 전기가 통하기 때문에 끊어진 전선을 연결해 줄 수 있다. 그러나 실험 B 에서처럼 유리로 된 스위치는 전기가 통하지 않기 때문에 끊어진 전선을 연결해 줄 수 없다. 이렇게 철사처럼 전류가 흐르는 물질을 도체라고 하고, 유리처럼 전류가 흐르지 않는 물질을 부도체 라고 한다. 전기공학에서는 전기가 흐르는 정도를 "전기 전도도"라고 한다. 따라서 도체는 전기전도도가 아주 크고 부도체는 전기전도도가 거의 0(제로)라고 할 수 있다. 그럼 반도체는 도대체 무엇일까? 일반적으로 전기전도도가 도체와 부도체의 중간 정도 되는 물질을 반도체라고 한다. 그래서 반도체를 라고 하는 것이다.

3 1. 반도체란 반도체 물질의 특성, 기능 그리고 기능별 용도
1. 반도체란 반도체 물질의 특성, 기능 그리고 기능별 용도 사실 순수한 반도체는 부도체나 마찬가지다. 즉, 전기가 거의 통하지 않는다. 하지만 부도체와는 달리 어떤 인공 적인 조작을 가하면 도체처럼 전기가 흐르기 시작한다. 빛을 비춰준다거나 열을 가한다거나 특정불순물을 넣어 주면 도체 처럼 전기가 흐르는 것이다. 그러나 도체가 전기는 잘 통하지만 사람이 조절하기 어려운 반면에 반도 체는 사람이 어떻게 조작하느냐에 따라 조절이 용이하다는 특징이 있다. 이처럼 도체와 부도체의 장점을 다 가지고 있는 것이 바로 반도체이면 전기전도도의 조절 용이성이 바로 반도체 의 무한한 가능성을 의미한다고 할 수 있다. 반도체를 한마디로 정의한다면 다음과 같다. "원래는 거의 전기가 통하지 않지만 빛이나 열, 또는 불순물을 가해주면 전기가 통하고 또한 조절도 할 수 있는 물질"

4 1. 반도체란 반도체 물질의 특성과 기능 1.2 반도체 물질의 특성과 기능
1. 반도체란 반도체 물질의 특성과 기능 1.2 반도체 물질의 특성과 기능 그러면 지금부터 반도체의 전기전도도를 어떻게 조절할 수 있는지 알아보자. 현재 가장 많이 사용되는 방법이 반도체물질에 불순물을 집어넣는 방법으로써, 집어넣어주는 불순물의 양을 조절함으로써 반도체물질의 전기전도도를 조절하는 방법이다. 반도체물질을 이해하기 위해서는 원소와 원자 의 구조에 대한 기본적인 지식이 필요하다. 지금부터 대표적인 반도체물질인 실리콘(Silicon)의 특성에 대해 알아보기로 한다. 1) 최외각전자와 주기율표 2) 진성반도체 와 불순물반도체

5 1. 반도체란 반도체 물질의 특성과 기능 1) 최외각전자 와 주기율표 최외각전자란:
1. 반도체란 반도체 물질의 특성과 기능 1) 최외각전자 와 주기율표 최외각전자란: 원자핵 주변을 돌고 있는 전자들은 일정한 궤도를 돌게 되는데 가장 바깥쪽 궤도를 돌고 있는 전자를 말한다. 특히 가장 바깥에 있는 이러한 최외각전자들은 8개를 채우려하는 성질이 있는데 이것이 원자와 원자를 서로 결합시키는 원동력이 되고 이렇게 해서 분자도 되고 또 분자들이 모여서 물질이 되는 것이다. 또한 최외각전자의 갯수는 원자핵의 양성자 갯수와 일치하는데, 1개에서부터 8개까지로 존재할 수 있으며 최 외각전자의 갯수가 같은 원자들끼리는 유사한 성질을 같게 된다. 이처럼 원자들을 최외각전자의 갯수에 따라 분류해놓은 표를 주기율표라고 한다. 주기율표에 따라 원자들은 I족에서부터 VIII족(또는 0 족)으로 구분되며, 실리콘의 경우 최외각전자가 4개이므로 IV족 원소임을 알 수 있다. 또한, 붕소(B)원자는 주기율표상에서 보면 III족 원소이며 따라서 최외각전자가 3개임을 알 수 있다. 마찬가지로 인(P)이나 비소(As)는 V족 원소이며 따라서 최외각전자의 갯수는 5개가 되는 것이다.

6 1. 반도체란 반도체 물질의 특성과 기능 ※ 주기율표

7 1. 반도체란 반도체 물질의 특성과 기능 2) 진성반도체 와 불순물반도체 반도체가 만들어지는 실리콘 단결정이란 어떤 성질을 갖는 것일까? 　 결정(crystal)은 형성방법에 따라 단결정과 다결정으로 분류된다. ◊ 단결정 : 시료 (試料)의 어느 부분을 보아도 결정축의 방향이 같은 것 ◊ 다결정 : 많은 단결정들이 여러 방향으로 모여있는 것 실리콘 단결정은 실리콘 원자가 규칙적으로 늘어서 있다. 한 개의 실리콘원자는 최외각에 4개의 전자를 가지는 주기율표상의 IV족 원소이며, 서로 이웃하는 전자끼리 굳게 결합함으로써 결정을 이루게 된다. 이러한 결합을 공유결합이라고 한다. 이런 순수한 실리콘에서는 원자핵에 결합되어 있는 전자가 움직일 수 없기 때문에 실리콘 외부에서 전압을 걸어도 전류는 흐르지 않으며 이를 진성(Intrin-sic)반도체라고 한다.

8 1. 반도체란 반도체 물질의 특성과 기능 부도체나 다를 바 없는 진성반도체에 특정불순물을 집어넣어 주면 전류가 흐르기 시작한다. 여기서 불순물은 전류의 근원, 즉 전류라고 할 수 있으며 이렇게 불순물로 자신의 전기 전도도를 조절할 수 있는 반도체를 불순물(Extrinsic)반도체라고 한다. 불순물반도체에는 p-type과 n-type 두 가지가 있다. ◊ p-type반도체 또는 p-type실리콘 순수한 실리콘, 즉 진성반도체에 주기율표상의 III 족 원소를 소량 넣어주면 전자가 비어있는 상태로 즉 정공(Hole)이 생긴다. 이 상태에서 실리콘에 전압을 걸어주면 전류가 흐르게 되는 것이다. ◊ n-type반도체 또는 n-type실리콘 주기율표상의 V족원소를 소량 넣어주면 전자가 남는 상태로 즉 잉여전자가 생긴다. 이 상태에서 실리콘에 전압을 걸어주면 제자리를 못 찾은 잉여전자가 자유전자가 되며 전류가 흐르게 되 는 것이다.

9 1. 반도체란 반도체의 발전과정 1.3 반도체의 발전과정 요즘 나오는 전자제품을 뜯어보면 요렇게 생긴 것들이 꼭 들어있다.
1. 반도체란 반도체의 발전과정 1.3 반도체의 발전과정 요즘 나오는 전자제품을 뜯어보면        요렇게 생긴 것들이 꼭 들어있다. 보통 이것을 반도체 집적회로라고 하며, 수천 수만개의 트랜지스터, 저항, 캐패시터가 집적되어 기계를 제어하거나 정보를 기억하는 일을 수행한다. 이러한 반도체집적회로, 즉 IC(Integrated Circuit)는 실리콘(Silicon)이라는 반도체물질로 만들어진다. 그러면 반도체를 왜 사용하게 되었을까? 이는 통신기술과 계산능력의 발달에 밀접한 관련이 있다. 멀리 떨어져 있는 사람끼리 대화를 주고받을 수는 없을까? 하는 생각이 통신기술을 발전시키는 동기가 되었으며 그 발전과정에서 전기신호를 사용하게 되었다. 그런데 장거리를 이동하는 도중에 전기신호가 약해지는 현상이 나타났고 따라서 중간중간에 이를 증폭시켜주어야만 하였다. 바로 이 증폭 기능을 위해 최초로 개발된 것이 진공관이다. ◈ 반도체의 발전과정 ▶ 20세기 초 작열하는 필라멘트에서 생긴 전자빔이 전극에서 전극으로 전류를 운반하는 구조로 되어있는 진공관이 최초로 나옴 ▶ 1904년 영국의 과학자 존 앰브로우즈 플레밍(John Ambrose Flemming)이 2극관 발명 ▶1906년 미국의 리드 포레스트가 전극이 3개 부착된 3극관 발명

10 1. 반도체란 반도체의 발전과정 ※ 2극관은 교류를 직류신호로 바꾸는 다이오드작용을 하고 3극관은 신호를 증폭한다. 이것들이 라디오와 텔 레비젼 녹음기술의 발달에 결정적인 역할을 해낸다. 그러나 진공관은 꽤 부피가 컸고 사용하는 필라멘트도 언젠가는 타서 끊어져 버리는 단점이 있어 이러한 단점들이 진공관을 안심하고 사용하지 못하는 요인이 되 었으며, 진공관으로 작은 전자장치를 만든다는 것은 불가능했다. ▶ 1930년 기계/전기 스위치를 쓰는 정도로 발전하게 된다. 제2차 세계대전은 더 빠르고 용량이 더 큰 계산기의 개발에 박차를 가한다. 바그마한 반도체가 필라멘트와 전극을 대신하였으므로 작으면서도 신뢰성이 매우 높은, 새로 운 고체증폭장치가 탄생된 것이다. 과학기술의 발전은 빠르고 정확하게 계산할 수 있느냐 하는 계산능력에 비례해 왔다. 이러한 계산능력의 발전이 계산기를 발명해낸다. ▶ 1947년 미국의 Moore대학에서 세계 최초의 전자계산기인 ENIAC을 개발. 이 시스템은 진공관을 사용하였고 무게가 50톤이나 되었으며 280평방미터나 되는 면적을 차지하였다. 또한 19000개나 되는 진공관이 소요되었기 때 문에 작은 발전소 정도의 엄청난 열을 발생하였고, 가격만해도 1940년대 싯가로 백만달러를 호가했다. ENIAC은 수많은 진공관 외에도 수천개의 저항과 콘덴서를 필요로 했는데 이러한 저항과 캐패시터들이 신뢰 성이 높고 열을 거의 내지 않는데 비해, 진공관은 덩치가 크고 깨지기도 쉬우며 열을 많이 낸다는 단점이 있 었다. 또한 진공관 속의 필라멘트는 점점 마모되기 때문에 수명이 짧다는 신뢰성의 문제도 있었다. 결국 진공 관이라는 부품 때문에 ENIAC이라는 계산장치는 결정적인 문제점을 가질 수 밖에 없었던 것이다. 진공관의 이러한 단점을 개선하려는 노력이 계속되었고 결국 트랜지스터의 발명으로 이어지게 되었으며, ENIAC과 같은 거대한 장치도 2.42cm의 작은 실리콘 위에 만들 수 있게 되었고, 전구보다도 적은 전력손실과 20달러 이하의 가격으로도 실현시킬 수 있게 되었다

11 1. 반도체란 반도체의 발전과정 ▶ 1948년 벨전화연구소에서 일하던 3명의 과학자 윌리엄 쇼클리, 죤 바딘과 윌터 브래튼이 반도체로 된 다이오드와 트 랜지스터를 발명. 이것은 전자공학분야에 결정적인 영향을 미치게 한다. 그러나 트랜지스터도 단점은 있었다. 트랜지스터 자체의 문제라기 보다는, 많은 트랜지스터와 전자 부품들을 서로 연결해주어야 다양한 기능을 가진 하나의 제품을 만들수 있는데 제품이 복잡해지면 복잡 해질수록 서로 연결해주어야 하는 부분이 기하급수적으로 증가하게 되고 바로 이 연결점들이 제품을 고장내는 주요 원인이 되었던 것이다. ▶ 1958년 미국 TI社의 기술자, 잭 킬비(Jack Kilby)에 의해 집적 회로(IC)가 발명되었으며 기술이 발전함에 따라 하나의 반도체에 들어가는 회로의 집적도 SSI, MSI, LSI, VLSI, ULSI로 발전하여 오늘날에는 16M DRAM과 같이 트랜 지스터와 캐패시터가 각각 1,600 만개씩 내장된 첨단 반도체제품이 출현하게 되었다.

12 1. 반도체란 IC (인티크레이티드 써키드, Integrted Circuit) ♤ 미니상식
1. 반도체란 ♤ 미니상식 IC (인티크레이티드 써키드, Integrted Circuit) 트랜지스터나 다이오드등 개개의 반도체를 하나씩 따로따로 사용하지 않고 몇천개 몇만개로 모아서 한 개로 된 덩어리를 말한다. 물론 덩어리라고는 해도 구슬처럼 둥글게 빚어서 만든 것은 아니고 실리콘의 평면상에 차곡 차곡 필름을 인화한 것처럼 쌓아놓은 것이다. 이것을 '모아서 쌓는다' 즉, 집적한다고 한다. 그래서 IC 는 이름이 붙게된 것이다. IC는 집적회로(Integrted Circuit)의 약칭이다. 처음의 인티그레이트란, 수학의 적을 말하기도 하고 뒤의 써키트는 전기의 회로란 뜻이다. 써키트 라면 자동 차 경기의 경기도로를 말하기도 하지만 여기서는 전기회로임을 명심하자! 이처럼 IC와 같이 영어단어의 머리글자만으로 표시하는 것들을 주변에서 자주 볼 수 있다.

13 1. 반도체란 반도체는 어떤 일을 하는가? 1 ) 정류 (整流) 전기신호의 흐름에는 직선처럼 생긴 직류와 파동처럼
1. 반도체란 반도체는 어떤 일을 하는가? 1.4 반도체는 어떤 일을 하는가? 1 ) 정류 (整流) 전기신호의 흐름에는 직선처럼 생긴 직류와 파동처럼 생긴 교류 두 가지가 있다. 전기신호를 처리하다보면 직류를 교류로 또는 교류를 직류로 바꿔주어야할 경우가 있다. 이런 작업을 전기신호의 흐름(전류)을 정리해주는 의미 에서 정류라고 한다. 정류작용을 하는 반도체를 일반적으로 "다이오드"라고 한다. 2 ) 증폭 (增幅) 전기신호를 이동시키다보면 점점 약해진다. 따라서 전기 신호를 정상적으로 전달하기 위해서는 이동 중에 원상태로 또는 보다 크 게 해 주어야 한다. 이처럼 약한 신호를 강한 신호로 키워주는 것 을 증폭이라 하며, 증폭작용을 하는 반도체로 "트랜지스터"가 있다.

14 1. 반도체란 반도체는 어떤 일을 하는가? 3 ) 변환 (變換)                                                전기신호는 필요에 따라 빛(光) 이나 소리(音)등으로 바꿔줄 필요가 있다. 지하철이나 고속도로에서 볼 수 있는 전광판에 쓰이는 반도체는 전기신호를 빛으로 바꿔주는 역할을 하며 이러한 반도체를 "발광소자"라고 한다. 반대로 빛을 전기신호로 바꿔 줄 수도 있는데 CCD반도체는 카메라로 읽어 들이는 빛을 전기신호로 바꿔 저장하는 역할을 한다.

15 1. 반도체란 반도체는 어떤 일을 하는가? 4) 전환(轉換) 정보(데이타)에는 연속적인 상태의 아날로그와 불연속적 즉, 1(ON)과 0(OFF)만의 상태인 디지탈이 있다. 정보를 처리하다보면 아날로그를 디지탈로 또는 디지탈을 아날로그로 바꿔주어야할 경우가 있다. 반도체는 이처럼 정보의 상태를 전환해 줄 수 있다. 5) 저장, 기억 컴퓨터의 전원을 켜주면 모니터를 통해 C:\같은 상태가 되기전에 여러가지 메세지가 나타나는 것을 볼 수 있다. 이것은 그러한 메시지 정보가 프로그램화되어 컴퓨터메모리에 저장되어 있기 때문에 가능하다. 이처럼 반도체는 정보를 프로그램화해서 저장할 수 있으며, 이러한 반도체를 "메모리반도체"라고 한다. 6) 계산, 연산 PC(퍼스널컴퓨터)가 나오기 전에 널리 사용되던 것으로 전자계산기가 있다. 사용하기도 편하고 속도도 빠른 이 전자계산기도 그 속에는 반도체가 들어있다. 이처럼 수치정보를 계산하는데 사용되는 반도체를 "논리반도체"라고 한다. 7) 제어(CONTROL) 　 기계나 설비가 정해진 순서에 따라 동작하도록 해주는 것을 "제어"라고 한다. 이런 작동 순서를 프로그램화하여 반도체IC에 기억시켜두면 그 순서에 따라 장비나 작업을 자동으로 제어 할 수 있게 되는데, 이러한 반도체를 "마이크로 프로세서"라고 한다.

16 1. 반도체란 ♤ 미니상식 마이컴(Micom) : 마이크로 컴퓨터의 약자 마이컴은 작은 컴퓨터로서 마이크로 프로세서를 CPU(중앙처리장치)로 하면서 정보를 저장하는 메모리부분과 외부와의 정보창구인 입출력부분으로 구성되어 있다. 따라서 마이컴은 외부에서 들어온 정보를 마이크로프로세서로 처리한 후 이를 메모리부분에 저장하거나 외부로 내보내는 기능을 한다. 최근에는 이러한 마이컴장치를 하나의 반도체IC로 만들 수 있게 되었는데 이를 원칩 마이컴 (One-chip Micom)이라고 한다.

17 2. 반도체 제품들 Memory와 Micro ◈ Memory 정보를 기억(저장)할 수 있도록 만든 반도체 IC. 읽고(Read) 쓸 수 (Write)있는 램(RAM)제품과 읽기만 할 수 있는 롬(ROM)제품 그리고 캠코더용 활성소자인 CCD, 기타 스페셜 메모리로 구분된다. - RAM : DRAM, SRAM, VIDEO RAM, SYNCRONOUS DRAM - ROM : MASKROM, EEPROM, FLASH MEMORY - CCD ◈ Micro 메모리를 제외한 반도체제품을 통칭하여 마이크로(Micro) 제품이라고 한다.

18 2. 반도체 제품들 Memory 2.1 메모리(Memory) 제품들
2. 반도체 제품들 Memory 2.1 메모리(Memory) 제품들 메모리는 데이터나 프로그램의 명령과 같은 정보를 기억하는 장치로서 무엇으로 만들어졌느냐에 따라 반도체 메모리, 카세트테이프, CD, LD등이 있으나 여기서는 반도체메모리를 중심으로 설명하고자 한다. 반도체메모리는 크게 램과 롬으로 구분된다. 　 ◈ 램(Ram) 　 RANDOM ACCESS MEMORY의 약자. 기억된 정보를 읽어내기도 하고 다른 정보를 기억시킬 수 있는 메모리 로서, 전원이 꺼지면 기억된 내용은 지워져 버린다. 휘발유처럼 날라가 버리기 때문에 휘발성메모리(Volatile Memory)라고 한다. 따라서 램은 컴퓨터의 주기억장치, 응용프로그램의 일시적 로딩(loading), 데이터의 일시 적 저장등에 사용된다. 　 ◈ DRAM D램 DYNAMIC RAM의 약자. RAM이기 때문에 정보를 읽고 쓰는 것이 가능 하나 전원이 공급되고 있는 동안이라도 일정기간내에 주기적으로 정보 를 다시 써넣지 않으면 기억된 내용이 없어지는 메모리이다. 이처럼 DRAM은 REFRESH를 계속해주어야 한다. 그러나 Memory cell(기억소 자)당 가격이 싸고 집적도를 높일 수 있기 때문에 대용량 메모리로서 널리 이용되고 있다. 하나의 기억소자는 1개의 트랜지스터와 1개의 캐 패시터로 구성되어 있는데, 예를 들어 16M DRAM은 손톱만한 칩 속에 트랜지스터와 캐패시터가 각각 1600만개씩 내장된 고집적 첨단메모리 제품으로 신문지 128페이지분량의 정보를 저장할 수 있다. 　

19 2. 반도체 제품들 Memory ◈ SRAM S램 STATIC RAM의 약자. 전원이 공급되는 동안은 항상 기억된 내용이 그
2. 반도체 제품들 Memory ◈ SRAM S램 STATIC RAM의 약자. 전원이 공급되는 동안은 항상 기억된 내용이 그 대로 남아 있는 메모리로서 하나의 기억소자는 4개의 트랜지스터와 2 개의 저항, 또는 6개의 트랜지스터로 구성되어 있다. DRAM에 비해 집 적도가 1/4정도이지만 소비전력이 적고 처리속도가 빠르기 때문에 컴 퓨터의 캐쉬(CACHE), 전자오락기등에 많이 사용된다. 　 ◈ VRAM 비디오램 VIDEO RAM의 약자. 특수메모리. 화상정보를 기억시켜두는 전용메모리로서 VRAM으로 읽혀진 화상정보는 영상신호로 변환되어 브라운관에 디스플레이 된다. 　 ◈ 고속 DRAM 　 High Speed DRAM. 메모리제품의 기술성향은 고집적화, 고속화, 저전압화로 요약할 수 있다. 이중 고속 화제품인 Synchronous DRAM은 싱크로너스(동기형 전기신호)기술을 사용하여, 고성능 컴퓨터와 같은 고속 정보처리시스템의 요구속도에 부등토록 한 고부가가치제품이다. 일반 DRAM에 비해 4배이상의 정보처리속도를 갖게 돼 95년 이후 급성장이 예상된다.

20 2. 반도체 제품들 Memory ◈ Memory Moduel 메모리 모쥴
2. 반도체 제품들 Memory ◈ Memory Moduel 메모리 모쥴 개별 메모리칩(256K, 1M, 4M,...)을 유사한 특성을 갖고 있는 제품으로 구분하여, 하나의 PCB(Printed Circuit Board) 위에 여러개를 고밀도 성장하여 메모리용량을 확장시킨 제품. 요즘 PC의 주기억장치(Main Memory)는 이러한 모쥴(Module)로 구성되어 있다. ◈ 롬(ROM) READ ONLY MEMORY의 약자. 기억된 정보를 단지 읽어낼 수만 있는 메모리로서, 전원이 꺼져도 기억된 정보는 지워지지 않는다. 이처럼 정보가 날아가버리지 않기 때문에 비휘발성 메모리(Non – Volatile Memory) 라고 한다. 컴퓨터의 OS(운영체제), 각종 전자 기기의 고정된 프로그램등을 저장하는 데 사용된다. 　

21 2. 반도체 제품들 Memory ◈ SPECIAL MEMORY ◈ MEMORY CARD

22 2. 반도체 제품들 Memory ◈ MASKROM 마스크롬
2. 반도체 제품들 Memory ◈ MASKROM 마스크롬 　 제조공정시에 고객이 원하는 정보를 저장함으로써 모니터등 OA기기의 문자정보 저장용과 전자게임기의 S/W전자이용, 전자악기, 전자사전등으로 널리 이용되고 있으며 특히 한글 및 한자를 많이 사용하는 동양문화권의 사무자동화기기에 폭넓게 사용되고 있다. ◈ EEPROM E스퀘어P롬 Electrically(전기적으로) Erasable(지울수 있는) &(또) Programmable(프로그램 할 수 있는) ROM(롬)의 약자. 전기적인 신호로 정보를 지우거나 기억시킬 수 있는 메모리로서 전원이 꺼져도 정보를 유지할 수 있는 ROM의 특징과 단일 5V전원으로 입출력할 수 있는 RAM의 특징을 다 가지고 있다. ◈ FLASH MEMORY (플레쉬 메모리) EEPROM의 집적도 한계를 극복하기 위해서 일괄소거방식의 1TR-1CELL구조를 채용한 최신제품. 전원을 꺼도 기억된 정보가 없어지지 않는 비휘발성 메모리의 일종으로 전기적인 방법으로 정보를 자유롭게 입출력할 수 있으며, 전력소모가 적고 고속프로그래밍이 가능하다. 향후 컴퓨터의 하드디스크드라이버(HDD)를 대체할 수 있는 제품으로 기대 된다. ◈ CCD CHARGE COUPLED DEVICE의 약자. 고체활성소자 또는 光電변환소자렌즈를 통해 들어온 화상 즉, 빛(광)에너지를 전기적인 신호를 전기에너지로 전환하여 저장하는 반도체소자. 캠코더(무비카메라), CCTV등의 화상저장소자로 널리 사용되고 있다.

23 2. 반도체 제품들 램의 동작원리란? 2.2 램(RMA)의 동작원리
2. 반도체 제품들 램의 동작원리란? 2.2 램(RMA)의 동작원리 램(RAM)칩과 컴퓨터의 관계는 백지캔버스와 화가와의 관계와 같다. PC가 어떤 작업을 할 수 있으려면 먼저 데이터나 프로그램을 디스크에서 램으로 이동시켜야 한다. 문서작성, 표 계산, 그래픽, 데이터 베이스등 파일 에 저장되어 있는 데이터는 소프트웨어가 프로세서를 사용하여 그 데이터를 조작할 수 있기전에 잠시동안 램 에 저장하여야 한다. 개인용 컴퓨터가 사용하고 있는 데이터의 종류에 관계없이, 그리고 그 데이터가 우리에게 얼마나 복잡하게 쓰 이는지에 관계없이, PC에 있어서 데이터는 1과 0으로만 존재한다. 아무리 크고 강력한 컴퓨터라 하더라도 근 본적으로는 스위치의 집합에 불과하기 때문에 이진수는 컴퓨터의 기계어라고도 불린다. 이처럼 컴퓨터는 이진 수를 사용하여 간단한 수식에서부터 수백만의 수, 어떤 언어의 워드, 그리고 수 많은 색과 모양의 표현을 만들 어 낼 수 있다. 　 컴퓨터의 메모리를 채우는 것은 바로 이진수 표기법이다. 그러나 처음 컴퓨터를 켰을 때 그림은 백지상태 이다. 메모리는 디스크에서 읽어들여지든지 또는 작업처리에 의해 만들어졌든지간에 결국 0과 1 로 채워진다. PC의 전원을 끄면 램의 데이터는 모두 사라진다. 최근 새로운 형태의 램칩(플레쉬메모리)은 PC의 전원을 꺼도 전하를 보유하지만, 대부분의 메모리칩 은 전기 공급원이 항상 램에 저장된 프로그램과 데이터를 구성하는 수백만개의 개별 전기충전기(캐패시터)를 충전해줄 때에만 작동된다.

24 2. 반도체 제품들 램에 데이터 기록하기 2.3 램(RAM)에 데이터를 기록하기-Wirte

25 2. 반도체 제품들 램에 데이터 읽어오기 2.4 램(RAM)에 데이터를 읽어오기-Read

26 2. 반도체 제품들 Micro 2.5 마이크로(Micro) 제품들
2. 반도체 제품들 Micro 2.5 마이크로(Micro) 제품들 메모리를 제외한 반도체제품을 통칭하여 마이크로(Micro)제품이라고 한다. 　 ◈ MICRO COMPONENT 　 마이크로 컴퓨터를 구성하기 위한 핵심적인 부품으로 MPU(Micro Processor Unit), MCU(Micro Controller Unit), DSP(Digital Signal Processor), Chip set, Graphic IC를 총칭한다. ◈ Liner IC 제반 신호의 표현, 처리를 연속적인 신호변환에 의해 인식하는 Analog IC를 말하며 민생용의 Audio/Video IC, 통신용 IC, 신호변환기용 IC등이 이에 속한다.

27 2. 반도체 제품들 Micro 전원전력시스템에 적용되는 스위치용 소자 및 Control 핵심부품으로
2. 반도체 제품들 Micro ◈ Power IC 전원전력시스템에 적용되는 스위치용 소자 및 Control 핵심부품으로 Power Tr, Power MOSFET, PWM IC등을 총칭한다. 응용분야로는 SMPS, Ballast, UPS, Inverter, AC-DC Converter 등 모든 전원 분야에 사용된다. 　 　 ◈ ASIC Application Specific IC의 약자 고객의 주문에 의하여 설계된 특정회로를 반도체IC로 응용 설계하여 주문자에게 독점 공급하는 User 전용규격의 주문형 IC를 말한다. 신속하고 다양한 설계능력을 필요로 하는 제품으로서, 다품종 소량생산체제에 맞는 유망 사업분야이다.

28 2. 반도체 제품들 Micro ◈ LCD DRIVER IC
2. 반도체 제품들 Micro ◈ LCD DRIVER IC 액정을 이용한 평면디스플레이장치(액정 Panel)를 구동 또는 제어하기 위해 필수적인 IC로서, 소형 Panel용 문자형IC와 대형 Panel용 문자형 Graphic IC로 구분된다.

29 2. 반도체 제품들 특수사업제품 2.6 특수사업제품들 대부분의 반도체제품은 실리콘으로 만들어지고 있지만, 다른 물질을 사용하거나 또는 저장한 정보를 표시하는 디스플레이분야로 그 응용분야를 확대할 수 있다. 대표적인 것이 실리콘 대신 갈륨비소반도체(GsAs)를 사용하는 화합물반도체와 액정표시방식, 감열기록방식을 이용한 디스플레이제품이 있다. ◈ LCD LIQUID CRYSTAL DISPLAY의 약자, 액정표시소자. 액정을 이용하여 문자, 숫 자, 그래픽 그리고 영상등을 표시하는 장치로서, 두개의 유리판 사이에 액정을 넣고 전압을 가해주므로써 원하는 화면을 나타내도록 한 차세대 디스플레이장 치. 제조 방식에 따라 TM, STM,TFT로 구분되며 Graphic IC를 총칭한다. ◈ TPH THERMAL PRINT HEAD의 약자. 팩시밀리의 감열기록소자. 빛을 이용해 읽어 들인 문자나 동형을 특수감광제가 발라져 있는 특수용지에 비춰주므로써 인쇄 되도록 하는 장치. 팩시밀리, 레이져프린터등의 여러분야에서 사용되고 있다.

30 2. 반도체 제품들 특수사업제품 ◈ CIS CONTACT IMAGE SENSOR의 약자. 밀착형 화상인식소자. TPH가 쓰기(WRITING)전용소자라고 하면 CIS는 읽기(REANDING) 전용소자라고 할 수 있다. 즉 화상(IMAGE) 정보를 빛을 이용해 읽어 들이는 장치 이처럼 팩시밀리는 TPH와 CIS를 핵심부품으로 사용하여 만들어진다. ◈ 화합물반도체 주기율표상의 III-V족 원소들의 화합물을 이용한 반도체제품. 대표적으로 갈륨비소(GaAs)반도체가 있다. 실리콘반도체와는 달리 빛을 내고 동작속도가 매우 빠르기 때문에, 전광판이나 전자제품의 전원램프에 사용되는 발광소자와 정보전달속도가 매우 빠른 고속소자로 사용되고 있다.

31 3. 반도체 원·부자재 반도체 제조과정 3.1 반도체는 무엇으로 만드는가
3. 반도체 원·부자재 반도체 제조과정 3.1 반도체는 무엇으로 만드는가 원재료, 장비(설비), 유틸리티(초 순수, 케미컬, 개스, 전기)등 1) 반도체 제조과정

32 3. 반도체 원·부자재 반도체 원재료 2) 반도체 3대 원재료
3. 반도체 원·부자재 반도체 원재료 2) 반도체 3대 원재료 ◈ 웨이퍼 (wafer) 　 반도체물질로 만들어진 얇고 둥근 조각. 이 위에 집적회로를 만들어 넣게 된다. ◈ 마스크 (mask) 웨이퍼 위에 만들어질 회로패턴의 모양을 각 층(layer)별로 유리판 위에 그려 놓은 것으로 사진공정 시 스테퍼 (반도체제작용 카메라)의 사진간판으로 사용된다. 　 　 　 ◈ 리드프레임 (lead frame) 보통 구리로 만들어진 구조물로서, 조립공정시 칩이 이 위에 놓여지게 되며 가는 금선(金線)으로 칩 과 연결된다. 이렇게 하여 IC칩이 외부와 전기신호를 주고 받게 되는 것이다.

33 3. 반도체 원·부자재 ♤ 미니상식 * 웨이퍼 와 하우스 * 시중에 나와있는 유명과자 중에 웨하스를 기억할 것이다. 이 과자의 표지를 보면 영어로 Wa-fers라고 쓰여 있으며 Wafers(웨이퍼스)라고 쓴다. 그래서 웨하스 과자를 보면 과자/크림/과자/크림의 순서로 얇은 층이 계속되어 있음을 알 수 있다. 그런데 왜 웨이퍼스라고 하지 않고 웨하스라고 했을까? 이는 일본식 발음에서 기인했다. 일본 식으로는 웨이퍼스라는 발음이 되지 않고 웨하스로 발음이 되기 때 문이다. 이것이 그대로 우리나라로 들어와서 사용된 것이다. 지금도 일본사람들은 실리콘웨이퍼를 웨하, 웨하스라고 읽고 있다. 그러나 정확한 발음은 웨이퍼, 웨이퍼스가 된다.

34 4. 반도체 웨이퍼와 칩 웨이퍼 4.1 웨이퍼와 칩(Chip) 1) 웨이퍼의 개념
4. 반도체 웨이퍼와 칩 웨이퍼 4.1 웨이퍼와 칩(Chip) 1) 웨이퍼의 개념 땅속의 원소중 산소다음으로 풍부한 물질이 바로 규소, 즉 실리콘이다. 이 실리콘을 정제해서 단결정으 로 만든 것이 집적회로(IC)를 만드는 재료이며, 이것이 실리콘 단결정인 잉곳(Ingot)이다. 실리콘 잉곳 은 수백μm의 두께로 절단되어 한쪽면을 거울같이 연마한 실리콘 웨이퍼(Wafer)가 된다. 집적회로는 이 실리콘 웨이퍼의 표면에 만들어진다. 註) μ(Micron), 1μm

35 4. 반도체 웨이퍼와 칩 웨이퍼

36 4. 반도체 웨이퍼와 칩 웨이퍼 한장의 웨이퍼에서 얻을 수 있는 칩 수를 증가시키기 위해서는 칩size를 줄이거나,
4. 반도체 웨이퍼와 칩 웨이퍼 한장의 웨이퍼에서 얻을 수 있는 칩 수를 증가시키기 위해서는 칩size를 줄이거나, 웨이퍼size를 크게 할 필요가 있다. 현재 4", 5", 6", 8", 12"를 사용하고 있으며 향후 점차 적으로 커지게 될 것이다.

37 4. 반도체 웨이퍼와 칩 웨이퍼 2) 웨이퍼 용기 외 ◈ Carrier 웨이퍼를 담는 용기로 25장을 담을 수 있는 홈이 있다. 종류로는 청색캐리어, 백색캐리어, 흑색캐리어, 금속캐리어가 있다. - 청색캐리어 : 폴리프로필렌 재질로 되어 있으며 색은 청색. 화공약품에는 강하나 열에 약함. - 백색캐리어 : 테프론 재질로 되어 있으며 색은 백색. 화공약품과 열에 모두 강하나 가격이 비싸고 무거움. ◈ Run 웨이퍼를 가공하기 위해서 25장을 1묶음으로 구성하는 것. 웨이퍼가공(FAB)은 이런 Run단위로 진행된다. ◈ Lot 웨이퍼의 한 묶음.

38 4. 반도체 웨이퍼와 칩 웨이퍼 4.2 웨이퍼 용어 1) 칩(Chip), Die 전기로 속에서 가공된 전자회로가 들어있는 아주 작은 얇고 네모난 반도체 조각. 수동소자, 능동소자 또는 집적회로가 만들어진 반도체. 2) Scribe line 아무런 유니트나 회로가 없는 지역으로 웨이퍼를 개개의 칩으로 나누기 위해 톱질 하는 영역 3) TEG(Test Element Group) 각 웨이퍼는 특이한 패턴의 칩 혹은 다이가 몇 개 있다. 현미경으로 보면 다르다는 것을 확실히 알 수 있다. 이는 정상적인 다이와 같은 공정으로 형성된 특별한 테스트소자가 들어있다. IC의 트랜지스터, 다이오드, 저항 및 캐패시터는 너무 작아서 공정중에 테스트하기가 어려우므로 테스트 다이는 공정중의 품질관리를 위해서 만들어진다. 또한 테스트 다이는 수율을 높이는데도 기여하는데, 완성된 웨이퍼의 패턴이 여러 공정의 질을 보여주기 때문이다. 그러나 요즘에는 별도의 TEG Die를 만들지 않고 Scribe라인에 바로 만들어 주기도 한다. 4) Edge die 웨이퍼는 가장자리 부분에 미완성의 다이를 가진다. 이들은 미완성이기 때문에 결국 웨이퍼의 손실이 된다. 작은 웨이퍼에 큰 다이를 만든다면 웨이퍼의 손실률도 그 만큼 커지게 된다. 때문에 보다 큰 직경의 웨이퍼를 생산하는 요인이 되는 것이다. 5) Flat Zone 웨이퍼의 결정구조는 육안으로는 식별 불가능하다. 따라서 웨이퍼의 구조를 구별 하기 위해 결정에 기본을 둔 플랫존을 만들어 준다. 스크라이브라인중의 하나는 플랫존에 수직이 되고 다른 하나는 수평하게 된다.

39 5. 반도체 수율 (Yield) 수율이란 5.1 수율이란?
수율은 한마디로 "불량율의 반대"라고 말할 수 있다. 반도체제조과정을 옆의 그림처럼 간단하게 나타냈을때, 투입한 양(Input)대비 제조되어 나온 양(Output)의 비율을 바로 수율이라고 할 수 있는 것이다. 만일 Input이 100일때 "처리"를 거쳐 나온 Output이 80이면 수율이 80이라고 할 수 있다. 반도체 산업은 바로 이 수율을 높이기 위한 전쟁이라고 해도 과언이 아니다. 이처럼 수율을 강조하는 이유는 제조공정에서 부딪히는 실수나 문제점이 제품에 치명적인 영향을 미치기 때문이다. 반도체제조와 자동차제조를 비교해 보자. 자동차가 최종 검사장소에 왔을 때 라디오에 결함이 있으면 라디오를 수리하거나 교체하면 된다. 자동차의 다른 부분도 마찬가지이다. 어떤 경우에도 자동차 자체를 버리는 일은 없다. 그러나 반도체는 그처럼 결함이 있는 부분을 수리하거나 교체할 수가 없다. 어느 한 부분이라도 결함이 있으면 반도체 전체를 버려야 하는 것이다. 반도체 수율은 각 제조단계에 따라 FAB수율, EDS수율, ASS'Y수율, TEST수율로 구분되며, 이 4가지 수율을 다 합치면 CUM 수율이 된다.

40 5. 반도체 수율 (Yield)

41 6. 반도체 제조 공정 반도체 제조 공정 6.1 반도체는 어떻게 만드는가?

42 6. 반도체 제조 공정 웨이퍼 제조 및 회로설계 6.2 웨이퍼 제조 및 회로설계
6. 반도체 제조 공정 웨이퍼 제조 및 회로설계 6.2 웨이퍼 제조 및 회로설계 1) 단결정 성장 고순도 로 정제된 실리콘용 융액에 SPEED 결정을 접촉, 회전시키면서 단결정 규소봉(INGOT)을 성장 시킴. 2) 규소봉 절단 성장된 규소봉을 균일한 두께의 얇은 웨이퍼로 잘라낸다. 웨이퍼의 크기는 규소봉의 구경에 따라 3", 4", 6", 8"로 만들어지며 생산성 향상을 위해 점점 대구 경화 경향을 보이고 있음. 3) 웨이퍼 표면연마 웨이퍼의 한쪽면을 연마 하여 거울면처럼 만들어 주며, 이 연마된면에 회로 패턴을 그려넣게 됨. 4) 회로 설계 CAD(Computer Aided Design)시스템을 사용하여 전자회로와 실제 웨이퍼 위에 그려질 회로패턴을 설계함.

43 6. 반도체 제조 공정 웨이퍼 제조 및 회로설계 5) MASK(RETICLE)제작
6. 반도체 제조 공정 웨이퍼 제조 및 회로설계 5) MASK(RETICLE)제작 설계된 회로패턴을 E-beam 서리로 유리판 위에 그려 MASK(RETICLE)를 만듬. 6) 산화 (OXIDATION)공정 고온(800~1200℃)에서 산소나 수증기를 실리콘 웨이퍼표면과 화학반응시켜 얇고 균일한 실리콘산화막 (SiO2)를 형성 시키는 공정. 7) 감광액 (PR;PhotoResist)도포 빛에 민감한 물질인 PR을 웨이퍼 표면에 고르게 도포 시킴.

44 6. 반도체 제조 공정 웨이퍼 가공 PS1 PD1 6.3 웨이퍼 가공(Fabrication)
6. 반도체 제조 공정 웨이퍼 가공 6.3 웨이퍼 가공(Fabrication) 8) 노광(EXPOSURE) STE-PPER를 사용 하여 MASK에 그려진 회로패턴에 빛을 통과 시켜 PR막이 형성된 웨이퍼위에 회로패턴을 사진찍는 공정 9) 현상(DEVELOPMENT) 웨이퍼표면에서 빛을 받은 부분의 막을 현상시키는 공정. (일반 사진현상과 동일). 　 10) 식각 (ETCHING) 회로패턴을 형성시켜 주기 위해 화학물질이나 반응성 GAS를 사용하여 필요 없는 부분을 선택적으로 제거 시키는 공정. 이러한 패턴형성과정은 각 패턴층에 대해 계속적으로 반복됨. PD1 PS1

45 6. 반도체 제조 공정 웨이퍼 가공 11) 이온주입 (ION IMPLAN-TATION)공정 회로패턴과 연결된 부분에 불순물을 미세한 GAS입자 형태로 가속하여 웨이퍼의 내부에 침투시킴으로 써 전자 소자의 특성을 만들어줌. 이러한 불순물주입은 고온의 전기로속에서 불순물입자를 웨이퍼 내부 로 확산시켜 주입하는 DIFFUSION(확산) 공정에 의해서도 이루어짐. 12) 화학기상증착 (CVD; Chemical Vapor Deposition)공정 GAS간의 화학반응으로 형성된 입자들을 웨이퍼 표면에 증착(蒸着)하여 절연막이나 전도성막을 형성 시키는 공정. 13) 금속배선 (METALLIZATION) 웨이퍼표면에 형성된 각 회로를 알루미늄 선을 연결 시키는 공정.

46 6. 반도체 제조 공정 조립 및 검사 6.4 조립 및 검사 14) 웨이퍼 자동선별 (EDS TEST) 웨이퍼에 형성된 IC칩들의 전기적 동작여부를 컴퓨터로 검사하여 불량품을 자동선별 하는 공정. 15) 웨이퍼 절단(SAWING) 웨이퍼상의 수많은 칩들을 분리하기 위해 다이아몬드 톱을 사용하여 웨이퍼를 절단하는 공정 ) 웨이퍼 표면연마 웨이퍼의 한쪽면을 연마 하여 거울면처럼 만들어 주며, 이 연마된면에 회로 패턴을 그려넣게 됨.

47 6. 반도체 제조 공정 조립 및 검사 17) 금속 연결 (WIRE BONDING) 칩 내부의 외부연결단자와 리드프레임을 가는 금선으로 연결하여 주는 공정. 18) 성형(MOLDING) 칩과 연결금선부분을 보호 하기 위해 화학수지로 밀봉해 주는 공정. 19) 최종검사 (FINAL TEST) 성형된 칩의 전기적 특성 및 기능을 컴퓨터로 최종 검사하는 공정으로 최종 합격된 제품들은 제품명과 회사명을 MARKING한 후 입고검사를 거쳐 최종 소비자에게 판매됨.

48 7. 트랜지스터 MOS형과 Bipolar형 7.1 두 가지 트랜지스터 - MOS형과 Bipolar형
7. 트랜지스터 MOS형과 Bipolar형 7.1 두 가지 트랜지스터 - MOS형과 Bipolar형 구성 트랜지스터의 종류에 따라 집적회로를 분류하면 바이폴라(Bipolar)형과 MOS (Metal-Oxide-Semiconductor)형으로 나누어진다. 바로 이런 트랜지스터, 저항, 캐패시터가 웨이퍼 위에 만들어지며 서로 연결되어 반도체로서의 기능을 발휘하게 된다. 1) 바이폴라 트랜지스터 두개의 극성(極性)을 가진 전하(전자와 정공)가 그 작용에 관여하는 트랜지스터 Bi(두개) + Polar(극성) 바이폴라 트랜지스터는 원리적으로는 보통의 개별 트랜지스터를 그대로 집적한 것이라고 생각하면 된다. 에미터, 베이스, 콜렉터의 3개 부분이 서로 접촉하고 있는 형태로 되어있으며 에미터-베이스, 베이스-콜 렉터 간에 두 PN 접합을 가지고 있다. 일반적으로 바이폴라 트랜지스터는 고속이기는 해도 전력소비가 많고 제조공정이 복잡하기 때문에 VLSI급 이상에서는 주류를 이루지 못한다.

49 7. 트랜지스터 MOS형과 Bipolar형 7.1 두 가지 트랜지스터 - MOS형과 Bipolar형
7. 트랜지스터 MOS형과 Bipolar형 7.1 두 가지 트랜지스터 - MOS형과 Bipolar형 2) Mos트랜지스터 (Metal-금속, Oxide-산화막, Semiconductor-반도체) 산화막에 의하여 전기적으로 절연된 게이트 (GATE: 제어 목적으로 쓰이는 전극)에 전압을 걸어 전류의 통로를 제어하는 전기장효과트랜지스터(Field Effect Transistor) 제조공정이 비교적 간단하고 전력소비가 적어서 대규모 집적에 적합하다. 처음에는 제조하기가 쉽다는 점 에서 N형 실리콘을 기판으로 사용하는 PMOS형이 사용되었으나 동작속도가 느리기 때문에, 보다 고속인 NMOS형이 채용되기 시작하였다. 　 그렇지만 VLSI급이상에서는 NMOS형이라 해도 전력소비가 많으므로, 이들을 조합한 형태의 보다 고속이고 전력소비가 적은 CMOS(Complementary MOS)형이 주류를 이루고 있다.

50 7. 트랜지스터 NMOS 트랜지스터 7.2 NMOS 트랜지스터 제조공정 P형 실리콘으로 형성된 웨이퍼의 표면을 산화 시켜
7. 트랜지스터 NMOS 트랜지스터 7.2 NMOS 트랜지스터 제조공정 P형 실리콘으로 형성된 웨이퍼의 표면을 산화 시켜 얇은 실리콘 산화막(SiO2)을 만든다. 산화막위에 실리콘질화막 (Si3N4)을 만든다. 표면에 포토레지스트 (Photoresist : 감광성 수지) 를 균일하게 칠하고, 주변부의 질화 막을 떼기 위한 패턴이 새겨진 마스크를 걸친 후 자외선을 쪼인다. 감광 포토레지스트를 떼어 내고, 질화막을 부식(에 칭)처리하여 제거한다. 그리고 소자분리용 붕소 이온을 고에너지로 다량 넣는다 질화막을 마스크로하고, 노출된 산화막 부분만을 선택적으로 산화 성장시켜 두꺼운 산화막을 만든다. 그 다음 남은 질화막은 제거한다.

51 7. 트랜지스터 NMOS 트랜지스터 트랜지스터의 특성을 제어하기 위하여 P형의 불순물인 붕소 이 온에 고에너지를 가하여, 소량만 을 주입(注入)해둔다. 게이트를 만들기 위해 폴리실 리콘(다결정질실리콘)을 전체적 으로 붙인다. 폴리실리콘은 도체 이므로 전극으로 사용할 수 있다. 　 다시 포토레지스트를 바르고, 게이트 제작용의 패턴이 새겨진 마스크를 써서 노광시켜 불필요한 부분의 포토레지스트를 제거한다. 폴리실리콘을 부식처리로 제거 한 다음 남은 포토 레지스트도 제 거한다. 그리고 게이트 아래 이외 부분의 산화막을 얇게 없앤다. N형의 소스와 드레인을 만들기 위해 게이트 부분의 양쪽에 N형 불순물 인(P)을 침투시키고, 가열 하여 확산 및 산화막을 생성한다.

52 7. 트랜지스터 NMOS 트랜지스터 초LSI에서는 고밀도화를 위해 1~2층의 폴리실리콘층을 위에 얹는 일도 있다. 다음에 전체 면 에 두꺼운 실리콘 산화막을 바른다. 　 포토레지스트를 바르고, 소스와 드레인에 각각 전극을 달기 위해 콘택트를 홀 제작용의 마스크를 사용하여 노광시킨다. 진공 속에서 알루미늄을 전체 면에 증착(蒸着)시키고, 부식 처리를 하여 전극을 만든다. 마지 막으로 전체 면에 유리코트를 입혀 보호막으로 삼는다. 포토레지스트를 마스크로 하여 콘텍트홀 부분에 있는 산화막을 제거한다. 이 단계에서 소스와 드레인은 노출된다.

53 8. 반도체 제조라인 반도체 제조라인 8.1 반도체는 어디에서 만들어 질까?

54 8. 반도체 제조라인 FAB라인 8.2 FAB라인의 모양
8. 반도체 제조라인 FAB라인 8.2 FAB라인의 모양 ② ① 1) 베이 베이(Bay)란 원래 만(灣)이란 뜻인데, 라인 내부의 각 룸(room)들이 마치 해안의 만처럼 생겼기 때문에 이런 이름으로 불리게 되었다. 베이의 양벽을 기준으로 설비의 조작부분은 베이 안에, 나머지부분은 베 이 밖에 놓이도록 설치되어 있다. 2) 서비스 에어리어 베이 밖으로 설비가 돌출된 부분이나 외곽의 복도를 말하는데, 이곳에서 공정 작업이 아닌 설비수리나 공구이동이 이루어진다. 베이보다는 조금 낮은 청정도로 관리된다.

55 8. 반도체 제조라인             

56 9. 청정실에서의 복장 청정실에서의 복장 9.1 청정실에서의 복장                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                         

57 9. 청정실에서의 복장 에어 샤워룸 9.2 에어 샤워룸(Air Shower Room)
9. 청정실에서의 복장 에어 샤워룸 9.2 에어 샤워룸(Air Shower Room) ◈ FAB라인 출입시 방진복, 방진화등에 부착된 먼지나 이물질을 제거하기 위한 장치로서, 밀폐된 Box에 사람이 들어가면 양벽에서 강한 공기가 불어나와 먼지를 제거하도록 되어 있다.

58 9. 청정실에서의 복장 라인의 모습들 9.3 라인에서 작업중인 모습들
9. 청정실에서의 복장 라인의 모습들 9.3 라인에서 작업중인 모습들 ▶ 반도체산업을 청정산업이라고 하는 것처럼 웨이퍼가 가공되는 청정 실은 먼지입자가 최대의 적이다. 사진을 보면 투명한 판이 일렬로 두줄이 걸려 있는데 이를 파티션이라고 한다. 이 파티션을 기준으로 하여 안쪽을 워킹에어리어(Working area)라고 하여 작업자(오퍼레이터)가 작업활동을 하게 되고, 바깥쪽을 프로세스에어리어(Process area)라고 하여 장비들이 놓여 있으며 제반공정이 진행된다. 물론 두 공간 간의 청정도도 차별관리 된다. 라인 바닥을 보면 구멍이 많이 뚤려있는 모습이 보이는데 이는 라인공조를 위한 것으로, 라인내부의 공기가 바닥으로 흡입되면 천정위의 필터로 보내서 정화된 공기가 다시 라인안으로 유입되도록 되어 있다. 　 작업자(오퍼레이터)가 설비의 조작 버튼을 누르고 있는 모습 ◀ 설비에 장착된 백색캐리어와 청색캐리어가보인다.

59 9. 청정실에서의 복장 라인의 모습들 ▶ 인스펙션(Inspection)을 하고있는 작업자의 모습 공정이 진행되면서 웨이퍼 위에는 전자회로의 미세한 패턴(문양)이 형성된다. 다음 공정으로 보내기 전에 현미경을 이용하여 정상여부를 검사하게 된다. 웨이퍼가 담긴 캐리어를 설비에 장착하고 있는 작업자의 모습 ◀ ▶ 클린페이퍼에 작업내역을 기록하고 있는 모습 라인 안에서의 기록은 일반종이와 펜이 아닌 클린페이퍼와 특수펜을 사용 해야하며, 이는 종이와 펜에서도 먼지와 오염입자가 발생되기 때문이다.

60 9. 청정실에서의 복장 반도체 단위들 9.4 반도체에서 사용되는 단위들 1) Bit
9. 청정실에서의 복장 반도체 단위들 9.4 반도체에서 사용되는 단위들 1) Bit 2진수로 표시된 개개의 숫자로 "1" 또는 "0"중의 하나를 의미하며 디지탈의 가장 작은 단위 2) Byte 보통 8개의 Bit를 1Byte라고 하며, 컴퓨터에서 한개의 숫자나 문자를 나타낸다. Word의 한 단위로 사용 된다. (단, 한글은 한 글자에 2Byte씩 사용된다.)

61 9. 청정실에서의 복장 반도체 단위들 3) Sec second(초)의 단위
9. 청정실에서의 복장 반도체 단위들 3) Sec second(초)의 단위 - ms = 밀리세크 = milixecond = 천분의 1초 - ns = 나노세크 = nanosecond = 백만분의 1초 　 4) Inch 보통 웨이퍼(wafer)의 직경을 나타내는 단위 - 1inch = 1" = 2.54cm = 25.4mm - 6"웨이퍼=6 x 2.54cm = 15.24cm → 면적은 약 730cm2 - 8"웨이퍼 = 8 x 2.54cm = 2.54cm = 20.32cm → 면적은 약 1,297cm2 = 6 "웨이퍼의 1.8배 　 5) Class 청정실의 청정도를 나타내는 단위 - 통상 1입방피트(ft3)의 공간 내에 0.5μm이상의 먼지입자 수를 의미. - 1class = 입방피트(ft3)의 공간 내에 0.5μm이상의 먼지입자가 1개     = 잠실야구장안에 야구공이 한 개 있는 정도. 도