Electrical engineering
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반도체 8대 공정

0. 우리 사회에서 가장 중요하고 많이 사용되는 물질. '반도체'는 전 세계의 사람들이 살면서 못 들어본 사람이 없을 정도로 우리에게 유용하다. 특히 전자전기분야, 혹은 그냥 공대생이기만 해도 반도체라는 학문에서 자유로운 학과가 거의 없을 정도이다. 그만큼 중요한 반도체라는 물질. 그 물질을 공학자들이 어떻게 만들어 가는지에 대해서 알아보고자 한다. -반도체 8대 공정- 반도체 산업에 조금이라도 관심이 있거나 관련 학문을 배워봤다면. 반도체를 만드는 공정의 가장 큰 틀 8가지가 있다는 것을 들어봤을 것이다. 이를 우리는 '반도체 8대 공정' 이라고 부른다. 미세한 반도체를 만드는 과정은 흡사 건축을 하는 것 처럼 재료를 하나하나 쌓아 올려가는 과정이다. 먼저 자세한 공정의 기술들을 살펴보기 전에 큰 틀에..

반도체 공정 2022.01.25 2

산화 공정 (Oxidation) 열적 산화 Thermal Oxidation

" 산화 공정 (Oxidation) " (1) 산화공정의 산화막 형성 방법 및 특성 웨이퍼 제조 공정을 거친 후 첫번째로 웨이퍼에 가해지는 공정 단계이다. 산화 공정은 말 그대로 실리콘 웨이퍼 표면을 물(H2O), 산소(O2)같은 산소원자를 이용해 '산화' 시킨다는 것이다. 이렇게 생성된 산화막은 (SiO2 : 이산화규소) 반도체 내에서 주요하게 사용되는데. 1. 전극산화막 (MOS 반도체 소자의 gate부 절연층 : gate insulator) 2. 소자의 분리/구별 (전기적인 간섭을 하지 못하도록 분리) 3. 웨이퍼상의 Si내부로 도핑물질의 확산이나 이온주입공정 (implantation)시 불필요한 이온주입 방지 4. 외부의 자극/스트레스/불순물에 대한 보호층 (passivation) 의 위와같은 용..

Oxidation (산화) 2022.01.27 0

증착 - CVD 공정(The Film/Oxide Deposition - APCVD, LPCVD, PECVD, ALD*)

박막을 증착하는 방법에는 크게 두가지, CVD(화학적)/PVD(물리적) 방식을 이용하는 방법이 있다. 항목 CVD (Chemical Vapor Deposition) PVD (Physical Vapor Deposition) 증착 원리 가스나 전구체의 전리 반응 물리적으로 박막 조성(이온 반응) 반응 온도 고온 (600~1000℃) 비교적 저온 (450~500℃ 미만) 하부막 접착력 우수 상대적 취약 증착 두께 두꺼운 막 조성 가능 CVD대비 얇음 계단 피복성 (step coverage) 우수 CVD 대비 취약 가격 보통 높음 공정 분류 AP CVD, LPCVD, PECVD, MOCVD 등 Ecaporation, Sputtering 등 (화학적 방법과 물리적 방법을 가르는 기준은 target 물질이 화학적 ..

Deposition (증착) 2022.01.27 3

노광 - Alignment/Exposure 정렬과 노출 (1). 노광법

Wafer cleaning, HMDS 표면처리, PR 도포 ,Soft Bake 까지의 전처리 과정을 무사히 마쳤다면. 드디어 우리가 원하는 회로 패턴을 빛을 이용해 Wafer 위에 그려낼 순간이다. 이 빛을 노출시키는 것을 '노광'이라고 부르고. 이것이 곧 Photo 공정의 핵심이다. 각 노광기의 이론적 배경이나 핵심 지표들은 엄청나게 많지만. 먼저 노광을 어떻게 실시하는지 부터 살펴보자. 접촉 노광법 (Contact Exposure) 노광 공정의 초창기에 대부분의 노광 장비는 '접촉 노광법'을 사용했다. 위의 그림과 같이 Mask를 도포된 PR 바로 위에 붙여서 빛을 쬐어주는 방식이다. 그려내고자 하는 패턴이 새겨진 Mask 바로 아래에 PR이 있어 즉시 노광이 되기 때문에 Mask를 통과한 빛이 회절..

식각 - Etching

0. Etching 이라고 불리는 식각 공정은 노광공정인 Photolithography 공정 이후 진행되는 공정이다. 웨이퍼의 관점에서 반도체 공정의 전반적인 흐름은 '조각'하는 과정이라고 비유할 수 있다. 조각할 재료를 덮어씌우고, 그 위에 그림을 그리고, 파낼부분, 남겨질 부분을 구분하여 조각하는 과정이 유사하다. 그 중에서도 증착은 재료를 덮어씌우는, 포토는 그림을 그리는 단계라면 이번에 알아볼 식각 Etch 공정은 '파내는' 단계이다. 앞선 노광 공정에서 PR을 코팅하고 그 위에 빛으로 회로의 그림을 그려냈다. 이후 현상의 단계를 거치면서 노광된 부분을 남겨내거나 (Positive) 노광되지 않은 부분을 남겨냈고 (Negative) 이후 철저한 검사까지 마쳤다. 이러한 단계는 모두 PR이 없는 부..

Etching (식각) 2022.03.02 0

증착 - PVD 공정(The Film/Oxide Deposition)

2. 물리적 기상 증착 (Phisical Vapor Deposition / PVD) : 물리적인 힘에 의해 Target 물질을 기판에 증착시키는 방법. PVD 증착 방식으로는 크게 증발(Evaporation)방식과 스퍼터링(Sputtering)방식이 존재한다. 증발은 말그대로 Target물체에 열을 가해 증발시켜 기판에 그 물질을 증착하는 방식이고 스퍼터링은 Target물체에 Ar가스를 이용하여 이온화된 이온의 플라즈마 상태를 이용해 증착하는 방식이다. Thermal Evaporation (열 증착법) 먼저 증발(Evaporation)방법의 첫번째 방식이다. 방식의 이름 그대로 열을 이용해서 물질을 가열시키고, 증발된 물질이 기판에 붙어 증착되는 방식이다. (주로 단원소 물질을 증착하고자 할 때 사용한다..

Deposition (증착) 2022.02.08 2

DC-DC Converter) Linear Regulators

1. 일정한 전압을 안정, 유지시켜주는 역할2. 어떠한 전압이 입력되더라도, 스위칭을 통해 정해진 전압만을 출력 1. Linear2. Switching 1. opamp + SF stage를 이용한 linear regulator ===동작 : 1. opamp의 Vref 값과 Vout 값을 feedback을 통해 비교2. 초기에는 Current를 구동할 수 있는 Vout의 값이 형성되지 않음3. Vout의 목표 값을 달성할 때 까지 Vg의 voltage potential 증가4. Vgs의 값이 커지면서 M0 Tr의 구동 Id, gm값 증가5. I bias의 current를 Drive할 수 있는 Vgs값을 달성함6. 목표 Vout 수치 달성7. Feedback 회로 및 출력부 안정화=== 만약 Load의 특성..

카테고리 없음 2024.11.04 0

ADC - Delta-Sigma ADC Converter

전 게시물에서 알아본Noise Samplingoversampling의 특징과 효과를 이용하여 ADC architecture를 설계할 수 있다. 1. Anti-Aliasing Filterinput singla xin(t)는 가장 먼저 anti aliasing filter를 통과하게 된다이때 이 filter는 입력 신호의 고주파 성분을 제거하여aliasing (신호 왜곡)을 방지한다. 2. Sample-and-Holdfilter를 거친 analog signal xc(t)는sample-and-hold 과정을 거쳐Quantization signal 로 생성된다.즉, analog signal을 일정 시간 간격으로 samling하여 digital signal로의 변환의 초석을 만든다. 3. Delta-Sigma M..

ADC 2024.10.13 1

ADC - Delta-Sigma Modulator Noise

Input Singal u(n)이전달함수 H(z)를 거쳐x(n)으로 변환된 후Quantizer를 통해 y(n)으로 변환된다. 이때, Qunatization Noise를 줄이기 위한Feedback loop가 적용된다.Feedback path에서 전달함수 H(z)의 특성에 따라Noise의 억제 특성이 달라진다. 즉, delta-sigma modulator의 핵심은STF (Signal Transfer Function) & NTF (Noise Transfer Function)이다.  STF는 input signal U(z) - Y(z) 변환 과정을 나타낸다.H(z)가 커질수록STF(z)는 ideal해진다.(1에 수렴하여 signal의 손실 없이 전달한다) ---NTF는 Quantization Error의 정도가..

ADC 2024.10.13 1

ADC - Oversampling Advantage

OSR : Oversampling Ratio오버샘플링 비율을 나타내는 지표.fs - sampling frequencyf0 - signal bandwidth fs는 항상 2f0보다 커야한다. 이는, original signal의 data를 최소한으로 유지시켜 줄 수 있는 기준이다.(나이퀴스트 샘플링 주파수) oversampling 이라는 말의 의미가 여기서 나온다.오버샘플링의 기본 개념은signal bandwidth이 2배 이상의 sampling frequency : fs를 사용하는 것이다. sampling frequency를 높게 가져가면1. origin signal을 더 origin값과 비슷하게 sampling 할 수 있고2. Qunatization Noise를 분산시켜 Noise의 영향을 줄일 수 있..

ADC 2024.10.13 0

ADC - Quantization Noise & Spectral Density

Analog의 연속적인 Signal을Quantization 된 Digital Singal로 변환하려면Analog의 sampling되는 지점의 값을 반올림 처리해야 한다.즉, 정확한 analog의 Signal을 1bit resolution range 내로 뭉뚱그려서 포함시킨다는 것이다.sampling을 진행하는 과정에서 필연적으로 발생하는 difference 값 : Quantization Error 발생한 Quantization Error의 값은 입/출력의 차이값으로 나타난다.  양자화 오류 값인 VQ 값은 최대 ±Δ/2 만큼의 크기를 가진다.Δ : Magnitude of Quantization Level (양자화 크기)최대 peak value가 절반인 이유는, 결국 Quatization 과정에서는 Ana..

ADC 2024.10.11 0
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