J's 공부방

Large-Signal Models / Small-Signal Models 우리가 앞서 파악한 Drain에 흐르는 최대전류(혹은 Channel의 최대전류/Saturation Current)는 다음과 같다. 이 모델의 식에서. 위의 그래프와 같은 2차 곡선의 형태로 나타낼 수 있고, 이 식을 통해서 값을 Traking 할 수 있다. 즉 이말은 모든 변수 영역에서 Id의 정확한 값을 찾아낼 수 있다는 것이다. 이를 Large-Signal Modles 라고 한다. 입력되는 신호는 AC의 값이라고 가정할 경우. 특정 Static의 값을 가지고 특정 형태의 Wave를 가진다. 위의 그래프에서 Static의 값은 Y축을 지나는 값. 즉 x=0인 부분, 어느 위치에서 DC신호가 들어오는지 이고, 뒤의 위상변화와 Wa..

Doubling of gm Due to Doubling W/L 저번 포스트에서 알아봤던 Transconductance 값인 gm은 Gate의 전압이 변함에 따라 Vd가 바뀌는 정도를 나타낸다. 이 gm의 값이 크면 클수록 Amp로써의 증폭률도 커지는 것이기 때문에, 높은 gm의 값은 Amp로써 동작시키기에 좋은 소자로 볼 수 있다. 따라서 각 변수에 따른 gm의 비례값을 이용해 늘리는 방법을 보자면. 왼쪽부터 W/L , Vov, Id값이 상수로 취급되어질 때 다른 변수들로 나타난 gm의 값이다. 왼쪽의 두가지 수식만 보고 소자의 Amp로써의 특성을 인 gm값을 증폭시키기 위해 조작가능한 변수 Vov값과 Id에 관해서 보았을 때. 왼쪽의 수식은 Id에 대해서 gm이 루트값 만큼 비례하고, 우측 수식은 gm..

Channel Charge Density 앞선 포스트에서도 다뤘던 부분이지만 다시한번 짚고 넘어가면서 이해해보자. 단위 length당 W만큼의 부피에서 차지하는 Charge의 Density를 정량적 수치로 구하는 과정이다. 위에 표시된 식에서 보자면. 단위 Length당 W의 부피이므로 그 요소인 Length는 1로 분모에, 분자의 그 Charge의 양은 해당 W폭에 포함된 Charge의 양을 구해내면 되므로. Charge의 양을 구하기 위해 Cox로 표기된 산화물 (절연체 Insulator)이 가지는 Capacitance 양 (-> Gate와 Body에 작용되는 전기장 세기) 또한 문턱전압 Vth보다 얼마나 강한 전압이 걸렸는지에 따라 Channel의 두께가 결정되므로 Vgs - Vth의 값을 곱한다...

Chap. Physics of MOS Transistors. MOSFET (Metal-Oxide-Semiconduvtor-Field-Effect-Transistor) Metal-Oxide-Semiconductor (MOS) Capacitor MOS는 한국어로 금속-산화물-반도체 라는 뜻으로. 그 구성요소에 대한 이름이다. MOSFET의 구조를 이해하고 동작을 따라가기 위해선 MOS를 흔히 알고 있는 Cap과 비교하여 이해할 수 있다. MOS는 위의 맨 왼쪽 그림과 같이. Conductive Plate, Insulator, P-Type Si (혹은 N type) 으로 구성되어 있다. 이는 마치 양쪽에 도체가 간격을 두고 떨어져 있고, 그 가운데에 부도체(절연체)가 들어가 Charge가 양쪽 도체(극판)에 ..

Wet Etch (습식 식각) 습식식각은 현대 반도체 공정에서 다양한 분야에 사용되고 있다. 크게 두가지로 나누어 보자면 1. 세척 (Cleaning) 2. 패턴 형성 ex) 잉곳 절단 후 웨이퍼 제조, 래핑&폴리싱, 열적 산화, 웨이퍼의 보관이나 이동에서 발생하는 오염물 제거 등. - 주로 다결정 실리콘, 산화물, 진화물, 3~5족 화합물의 전반적인 식각에서 사용된다. 습식식각의 메커니즘은 반응을 하는 주체가 화학 용액이라는 점만 제외하고 습식 식각의 과정과 대동소이하다. 1. 식각할 기판을 식각용액에 담군다. (혹은 뿌린다) 2. 식각 용액은 확산에 의해 표면으로 이동한다. 3. 표면에서 PR에 보호받지 못하는 Layer 층은 화학반응이 일어난다. 4. 새롭게 만들어진 화학물질은 원래의 Layer에서..

식각공정의 구분 식각공정인 Etching 공정은 어떠한 방식으로 식각이 진행되는지에 따라서 구분이 가능하다. 큰 틀에서 볼 때 식각방법/식각반응/식각형태 세가지 방식으로 구분하고 그 안에서 각 두가지로 나뉘어진다. 식각방법에 따른 구분 습식식각 Wet Etch 건식식각 Dry Etch 식각반응에 따른 구분 화학적 식각 Chemical Etch 물리적 식각 Physical Etch 식각형태에 따른 구분 등방성 식각 Isotropic Etch 이방성 식각 Anisotropic Etch 건식식각 Dry Etch 건식식각은 반응 방식에 따라서 크게 Chemical/Physical/Reactive Ion Etch(RIE) 의 3가지 종류로 분류할 수 있다. 1) Chemical Etch (High Pressure..

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..

노광공정의 세부 단계 중 빛을 직접적으로 받는 alignment / exposure 단계를 거쳤다면. 뒤의 PEB/Develop/Hard Bake/Inspection 의 단계를 거쳐야 비로소 노광공정이 끝이 난다. 정상파 효과 (Standing wave effect) 현상공정으로 들어가기 전, 앞서 했던 sofe bake와 비슷하게 열처리를 가해주어야 한다. 이 단계는 말 그대로 Post Exposure Bake. 즉 노광후 열처리 공정이라는 뜻으로 PEB로 줄여쓴다. PEB 공정의 필요성을 알기 위해선 '정상파 효과'가 무엇인지 먼저 간단하게 이해할 필요가 있다. 정상파란 실제로 보기에 멈춰있는것 처럼 보이는. 즉 진폭의 크기와 진동의 마디, 배의 위치가 시간적, 공간적으로 이동하지 않는 파장을 말한다..

빛과 렌즈를 이용한 '투사 노광법'에서 가장 중요하게 생각해야 할 지표가 두가지. 빛을 분해할 수 있는 능력을 나타내는 Resolution 해상도와. 이번 포스트에서 알아볼 DoF (Depth of Focus) '초점심도' 라는 지표이다. 초점심도를 말로 먼저 설명해 보자면. "렌즈의 초점으로부터 얼마만큼 떨어져서도 유효한 상을 얻을 수 있는가" 이다. 가장 쉽게 생각해볼 수 있는 실생활의 예시는 카메라이다. 카메라에서 우리가 찍고자 하는 물체를 선명하게 하기 위해서 렌즈값을 조절한다. 만약 이때 DoF의 여유가 넓지 않은 카메라거나 렌즈라면. 우리가 찍고자 하는 물체에 포커스를 맞추는 시간 자체도 오래 걸릴 뿐 아니라(미세하게 조정해야 하기 때문) 어렵게 맞춘 그 포커스에 있는 물체만 선명하고, 나머지..

빛과 랜즈를 이용하는 '투사 노광법'은 사진기에 적용되는 기술들과 흡사하다. 카메라의 성능을 나타내는 DoF(Depth of Focus/field)나 Resolution(해상도)같은 것들이 노광장비에서도 동일하다. 여기서는 먼저 Resolution 즉 해상도의 노광공정상에서 의미와 그 값을 작게 할 수 있는 것들을 먼저 알아보겠다. Resolution (해상도) 해상도는 말 그대로 '빛을 분해하는 능력'이다. 우리가 흔히 해상도라고 하는 말은 디스플레이가 얼마나 더 고품질 패널인지에 대해서 말할 때 자주 사용한다. 그 디스플레이 패널에서도 해상도가 좋다는 것은, 픽셀이 작아 더 촘촘하게 색을 표현할 수 있다는 의미이다. 노광공정에서의 해상도의 의미도 동일하다. 분해를 더 잘게 할 수 있으면, Wafer ..