Doping, Diffusion Process, Ion Implantation   도핑, 확산 공정, 이온 주입

(2015-03-27)
1. 도핑 (Doping)

  ㅇ 조절된 양의 불순물 도펀트반도체에 넣는 과정
     - 도핑 종별 구분 : 불순물 반도체(p형, n형, 보상)
     - 도핑 공정 구분 : 확산 공정, 이온 주입 공정

  ㅇ 비 도핑 영역을 위한 보호막 : 보통, 산화막(SiO₂) 사용


2. 확산(Diffusion) 공정 

  ㅇ 조절된 고온의 석영 튜브 노(Furnace)에 반도체 웨이퍼를 놓아두거나,  
     불순물 혼합 가스웨이퍼를 통과시키는 공정 (1952년, W.G.Pfann)
     - 열 에너지에 의해 불순물 원자반도체 기판 내부로 확산됨

  ㅇ 기술적 특징
     - 깊은 접합 형성
     - 확산시 높은 온도 사용 : (Si) 800~1200 [℃], (GaAs) 600~1000 [℃]

  ㅇ 확산 소스(source) 구분
     - 고체 소스 확산 (BN, As2O3, P2O5)
     - 액체 소스 확산 (BBr3, AsCl3, POCl3)
     - 기체 소스 확산 (B2H6, AsH3, PH3)
     * 일반적으로, 기체 소스를 가장 많이 사용

  ㅇ 확산 방향 구분
     


3. 이온 주입(Ion Implantation) 공정 도펀트 이온을 높은 에너지로 가속시킨 이온 빔을 실리콘 표면에 일정 깊이로
     주입하는 방식 (1958년, W.Schckley)

  ㅇ 기술적 특징
     - 얕은 접합 형성
     - 불순물 분포 형태 : 이온 질량, 이온 에너지에 따라 결정됨
     - 이온 주입 에너지 : 1 k ~ 1 M [eV]
     - 이온 주입 깊이   : 10 ㎚ ~ 10 ㎛
     - 이온 불순물 양   : 1012 ~ 1018 [ions/㎠]

  ㅇ 장점 
     - 세밀하게 불순물 주입 깊이, 분포, 조성을 조절 가능
     - 상온 공정

  ㅇ 이온주입 주요 구성요소
     - 진공 장치
     - 이온 공급 장치
     - 분류기
     - 가속기
     - 집속기
     - 중성 빔 포획 장치
     - 주사 장치


[집적공정] 1. 집적 공정 2. 결정 성장 3. 리소그래피 4. 증착 5. 식각 6. 도핑(확산,이온주입) 7. 산화
[결정 성장] [증착] [리소그래피] [집적공정 참고용어]

 
        최근수정     요약목록     참고문헌