6. 반도체 공정 1) 결정 성장 - 에피택시 Epitaxy 공정 (EPI)

에피택시 Epitaxy 공정 (EPI)

삼전 공정기술 면접 자주 나옴

• 웨이퍼 위에 단결정 실리콘층을 성장시키는 공정
• 기판과 동일한 결정 방향 유지
• 원하는 도핑 농도를 가진 층 형성
• 소자의 전기적 특성 향상
  → DRAM, CMOS 공정에서 활용원래 웨이퍼 위에 실리콘 한층 더 성장

 

	██████████ ← Epitaxy Layer
██████████	██████████ ← Wafer

 

 

Epitaxy layer

기존 웨이퍼 위에 '결정 방향은 그대로 유지하면서' 새롭게 성장시킨 단결정 실리콘층.
도핑 농도 독립적으로 조절해 소자 전기적 특성을 최적화하기 위해 증착.

 

고농도 실리콘 기판 (저항 大)

• 도핑 농도 높으면 : 저항은 작아지지만, PN 접합의 항복 전압(breakdown voltage) 낮아짐.
  → 즉, 조금만 높은 전압 걸려도 접합 망가질 수 있음
• So, 기판과 동일한 전도성 가지면서 농도 낮은(약하게 도핑된) Sillicon epitaxy layer 증착하여 접합 형성.
  → 전도성 동일(N형 , P형)해 전류 잘 흐르지만 위쪽 EPI 은 도핑 낮아서 좋은 접합!

 

트랜지스터

• 약하게 도핑된 Epitazy layer를 collector 영역에 사용,
  그 위에 base or emitter를 확산시키는 방식으로 제조.
  → collector를 약하게 도핑하면 높은 전압을 견딜 수 있음 !

 

 

 

Q. 왜 기판 자체를 낮은 도핑으로 만들지 않고?

기판을 약하게 도핑하면 저항 커짐. → 속도 감소, 전력손실 증가.