[oxidation] 산화막 활용

 [공정] 

1. LOCOS 공정 (Local Oxidation of Silicon process)

산화 공정시 silicon nitride가 잘 산화되지 않는 특성을 이용해 실리콘이 노출된 부분만 두껍게 thermal 산화막 형성 

- high stress 걸어줌

- pad layer: 마스크랑 실리콘 사이에 존재해 dislocation 방지 

but bird's beak 현상: 산화시 오른쪽 그림처럼 mask 모서리쪽이 새 부리 모양으로 변해 문제 발생 

 

2. STI 공정 (Shallow Trench Isolation)

 

locos 공정 대체 (bird's beak 문제 해결)

nitride: stop layer로 경도가 si보다 높아 상대적으로 덜 갈림 

누설전류 방지 위해 접합 트랜지스터에서 각각의 트랜지스터 isolate 

 

문제점: CMP 공정

- 밀집도에 따라 갈리는 정도가 달라짐

- 상대적으로 dense한 구역이 over polishing 

=> 밀도 다르게 만들지 않아야하기에 dummy  형성 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. diffusion mask 

 

[si/sio2 내 oxide charge]

 

디바이스 동작에 영향 줌 -> c-v plot  변화 

 

 

 

 

 

 

 

 

1) fixed oxide charge(Qf)

- 계면에 매우 밀접

- 양전하 가지는 불완전한 oxidized si 원자에 의함 

- 양전하로 고정

- cv plot에서 lateral shift 유발

 

2) interface trapped charge(Qi)

- 계면에 매우 밀접

- dangling bond로 된 불완전한 oxidized si 에 의함

- 양전하, 중성, 음전하 다 가능 (포획된 정공이나 전자에 의해 디바이스 동작동안 변화)

- cv plot에서 곡선 왜곡 유발

 

3) mobile oxide charge(Qm)

- oxide 아무데나 존재

- 이온화된 알칼리 금속 원자 (Na+,K+)

 

4) oxide trapped charge(Qot)

- oxide 아무데나 존재

- oxide bulk에 존재하는 si-o 결합 깨진거에 의함(플라즈마 에칭, 이온 implantation 때문)

- 고온 어닐링에 의해 제거 가능 

 

[ 제조 시스템 ]

1) Furnace

- batch

- hot wall

- long time

 

2) RTP

- single wafer

- cold wall

- short time

 

[ oxide 두께 측정 ]

1) optical interference

- 간단하고 비파괴 기술

- 빛을 비췄을때 oxide에서 반사되는 빛과 아래 층에서 반사되어 나오는 빛 간의 위상차 발생하는걸 이용

 

2) elipsometry

- 1)번이랑 비슷하나 얘는 polarization 변화 이용

- 가장 많이 사용

 

3) color chart

- 반사, 회절에 따른 파장 변화로 색 변화 -> 두께 측정