직접회로공정 과제.

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1 직접회로공정 과제

2 1. 플라즈마란? 기체 상태의 물질에 계속 열을 가하여 온도를 올려주면, 이 온핵과 자유전자로 이루어진 입자들의 집합체가 만들어진다 물질의 삼태인 고체, 액체, 기체와 더불어 '제 4의 물질상태' 로 불리어지며 이러한 상태의 물질을 플라즈마라고 한다 플라즈마의 생성 물질 중에서 가장 낮은 에너지 상태인 고체에 열을 가하여 온도가 올라가면 액체가 되고 다시 열에너지가 가해지면 기 체로 전이를 일으킨다. 계속해서 기체가 더 큰 에너지를 받 으면 상태전이와는 다른 이온화된 입자들이 만들어 지게 되 며 이때 양이온과 음이온의 총 전하수는 거의 같아진다. 이 러한 상태가 전기적으로 중성을 띄는 플라즈마 상태이다

3 2. 플라즈마 식각은? 미세한 반도체 패턴을 형성하기 위해서는, 플라 즈마를 이용한 건식 식각 방법이 주로 사용된다.
웨이퍼 위에 패턴을 형성하기 위한 건식 식각 방 법으로 쳄버 내부에 적절한 기체를 주입하고, 플 라즈마를 형성 시킨 후 이온화된 입자들을 웨이 퍼 표면과 충돌시킴으로써, 물리적 혹은 화학적 반응에 의해 물질을 제거하는 방법이다. 식각공정은 보통 사진공정, 즉 광리소그라피 (Photo-lithography) 공정 후 형성된 감광막 (Photoresist) 패턴을 장벽(barrier)으로 하여 수 행한다.

4 3. 플라즈마 식각 과정(1) 식각하고자 하는 물질에 coating을 하고,
광리소그라피 공정에 의한 exposure 및 development 공정 감광막 패턴을 형성 플라즈마 건식 식각 방법으로 증착막에 패턴을 형성한 후, 감광막을 제거함으로 써 하나의 증착층(layer)위에 2차원 형상 의 패턴을 형성

5 4. 플라즈마 식각 과정(2) Film 3. 1. 2. PR substrate Film deposition PR Coating
exposure 4. 5. 6. PR Stripping Development Plasma etching

6 5. 플라즈마 식각의 특징 이온(Ar+)의 수직 충돌에 의한 비 등방성 식각(anisotropic etching)처 리가 가능해 매우 미세한 패턴 가 공에 적합 화학액을 사용하지 않아 공정이 깨끗하며 안전함 그러나 이온충돌에 의한 물리적 에칭 특성으로 인해, 특정 물질만 의 선택적 식각이 어려움

7 6. C-MOS란? CMOS는  반도체 소자를 반드는데 사용되는 공정 방 법으로 +쪽을 담당하는 PMOS와 -(gnd)를 담당하 는 NMOS를 상보대칭형으로 하여 만든 것을 의미함 NMOS에 pull up저항을 달거나, PMOS에 pull down 저항을 달아 만듬. 이 경우 소비전력이 높고, 속도가 느리다는 단점이 있다 보통 한 웨이퍼 상에 nmos면 nmos, pmos면 pmos의 한종류만을 찍어내지만, coms 공정경우는 well이라는 공정을 통해 한 웨이퍼 상에 nmos와 pmos를 올려 조 합하는 방식으로 소자를 만들게 된다

8 7. 문턱전압(Vt)이란? P형인 반도체가 반전됨으로써 n형 물질의 전도특성을 가짐으로 아래에
MOS트랜지스터 동작의 열쇠이다. 강반전이 일어나기 위한 전압Vt Non ideal 문턱전압 방정식

9 8. Punch Through란? 저농도의 도핑영역에 대한 근본적인 문제중 하나
소스와 드레인접합의 공핍층이 만나는 형상이 발 생 전이영역의 폭 W는 역방향 바이어스와 더불어 증 가하며, 주로 저농도의 도핑영역 속으로 확대되므 로 W가 영역의 전체 길이를 차지할 때까지 증가 할 수도 있다. 이 펀치스루의 결과로 예상되는 Vbr 의 값보다도 낮은 곳에서 항복이 이루어진다.

10 9. Well (Junction) 원래 생산된 웨이퍼가 P타입일때는 nmos밖에는 만들지 못하므로 N-Well 을 만들어 pmos도 만들수 있게 한것 이며 즉, N-Well은 CMOS를 만들때 pmos의 자리를 만들기 위해 생성한 것입니다. 역시 P-Well은 nmos의 자를 만들기 위해 생성한 것입니다.