5. 반도체 공정 1) 결정 성장 - 단결정 성장 방법 : CZ 법, FZ법

CZ 법 

• 용융 실리콘에 Seed Crystal 접촉
• Seed를 회전시키며 천천히 인출(Pulling)
• 단결정 Ingot 성장
• 반도체 웨이퍼의 80~90% 생산
• 대구경 웨이퍼 생산 가능
• 단) 석영 도가니 사용하므로 산소가 일부 혼입될 수 있음.

원리

1. 실리콘을 녹여 용융 상태로 만든다.
2. Seed Crystal(작은 단결정)을 용융 실리콘에 접촉시킨다.
3. Seed를 천천히 회전시키며 위로 당긴다(Pulling).
4. Seed와 같은 결정 방향으로 실리콘이 성장한다.
5. 원통형 단결정(Ingot)이 만들어진다.

 

 

 

 

FZ 법 

• 도가니(Crucible) 사용 X → 산소 오염 적음. 고순도 웨이퍼.
• 국부적으로만 용융
• 전력반도체 사용
• 단) 대구경 웨이퍼 생산 어려움, 생산성 낮음.

원리

1. 실리콘 봉의 일부만 국부적으로 녹인다.
2. 용융 영역을 위에서 아래(또는 아래에서 위)로 천천히 이동시킨다.
3. 녹은 부분이 다시 응고되면서 단결정으로 성장한다.

 

 

 

 

⭐⭐⭐ 대량 생산에는 CZ법이 유리, 최고 수준의 순도가 필요한 특수 반도체에는 FZ법이 유리 ⭐⭐⭐