[기타] 웨이퍼는 왜 원형이냐면...

[루리웹-3232425]

보통 웨이퍼는 실리콘으로 만드는데.

이때 실리콘은 슴가에 넣는 그놈말고(그건 일종의 수지임) 

Si, 규소를 사용합니다.

일단 규소 성질머리부터 설명해봅시다.

일단, 화학시간에 미친듯이 보는 주기율표, 아 물론 7차 이후부턴 볼 기회가 영영 없었을테니 지금 보셈.

동그라미 친데 보셈, 잘 보면 탄소 바로 아래에 규소가 있는걸 알 수가 있어요.

저기 보면 녹색으로 비금속으로 쳐진거 보이시지? 아니 이게 무슨 소리요 비금속이라니?

반짝반짝 하잖아? 아니 왜 비금속임요?

그게 얘들은 금속결합이 아니라 공유결합을 하거든요. 그래서 그럼요.

금속은 보통 육방정계나 사방정계의 결정을 가지지만(알거 없어요 걍 그렇구나 하고 넘어갑시다)

탄소랑 비슷하게 얘들도 정사면체의 공유결합을 반복하는데 

탄소는 다이아몬드라고 부르고

규소는 실리콘 단결정이라고 걍 부릅니다. 자세히 들어가면 개 골때리니 여기까지.

공유결합 결정체의 특징은 전기가 안 통한다는거에요.

저렇게 생겼어도 규소는 절연체입니다.  전기저항이 제곱센티당 1K옴이 넘어요.

하지만 좀 괴상한 성질이 좀 있는데,

막 때리면 전기저항이 오르락 내리락 합니다. 이를 압전효과라고 해요. 반도체 고유의 성질입니다. 김치맨이냐 니들은.

그냥 실리콘을 저렇게 만들어놓으면 반도체고 나발이고 전기저항이 1키로옴이 넘는 그냥 쓰레깁니다.

여기에 붕소나 비소를 약 타듯이 타서 반도체의 성질을 띄게 만들어주는데, 이를 도핑이라고 합니다.

약 맞는것도 도핑이라고 하지요? 얘도 그 도핑이여. 약 넣어야 말을 듣거든.

웨이퍼는 대충 이렇게 뽑게 됩니다.

일단 규소를 융융로에 녹이고 적당히 식힌담에 빙글빙글 돌립니다.

이렇게!

일단 규소 광석을 용광로에 쳐넣고 녹입니다.

그리고 여기에 시드라고 부르는 규소의 단결정을 넣어줍니다.

Seed라고도 부르고 핵이라고도 부르고 그러는데

눈도 응결핵이라는 조그만 먼지가 있어서 자라나는거 아시죠?

규소도 이런 핵이 존재해야 여기에 붙어서 결정이 자라나게 됩니다.

문제는 순도에요 순도, 

현재의 모든 정련방식에선 소숫점 넘어가는 고순도 물질을 얻긴 힘듭니다.

알루미늄처럼 전기분해 뙇! 이라든가 하기에는 규소가 절연체라 불가능하고

동위원소 수준까지 정련하는 우라늄처럼 하기에는 돈이 너무 들거든요.

그래서 단순하고 확실한 방법인 원심력과 중력을 사용합니다.

눕혀서 삥삥 돌려버립니다.

눕혀서 천천히 돌리면 결정이 생기면서 상대적으로 무거운 불순물이 아래로 내려가게 됩니다.

그럼 그 부분을 잘라내고 다시 녹여서 회전시킵니다.

이런식으로 무한반복하면 

이렇게 하다보면 대충 순도가 99.9999999999999997% 인가 대충 거기까지 됩니다.

사실 몇번만 해주면 됩니다. 어느정도 순도 이상부터는 지들이 알아서 자라나서 정련이되거든요.

이때부턴 그냥 도가니에 저 고순도 잉곳을 퍽 꼽아놔요.

그러면 결정이 천천히 성장해서 고순도 단결정 실리콘이 됩니다.

결정이 자라나거든요, 근데 역시 뱅글뱅글 돌립니다.

이때, 단결정의 방향을 잘 봐두고, 커팅방향을 결정합니다.

결정의 방향에 따라 전계이동도(초딩 전자가 얼마나 빨리 이동해서 도착하느냐) 가 달라지거든요

써놓고 보니 출처가 대가리속이라 없네요.

학교 일반화학시간에 배운거라.

솔까 P형 N형은 설명도 귀찮고 어렵고... =_= 이쯤 줄이겠습니다.

그니까 웨이퍼가 왜 원형이냐면..

정련과정에서 회전을 시키기 때문이고, 

두번째는 결정 성장과정에서 골고루 익으라고 빙글빙글 돌리다보니 둥그래지고

웨이퍼를 자를때, 사각으로 만들면 응력집중이라는 괴랄한 현상으로 모서리가 툭툭 깨지기 때문입니다.

웨이퍼 존나 잘 깨져요. 깨지면 진짜 난리납니다.

[루리웹-3232425]

근데 써놓고 보니 원심력이 아니라,
중력에 의해서 아래로 내려간다고 배웠는데 어..어라?=_ㅜ
전문가의 수정을 기다립니다.

[po감마wer]

융해로에 시드를 넣어서 천천히 돌려주면서 올리면 결정이 성장하면서 잉곳이 생기지요.
저기도 나와있듯이 잉곳 테두리를 연마해서 원형으로만들고 결정방향 표시하려고 한쪽 or 두쪽 방향을 직선으로 컷팅.
(결정방향따라서 모빌리티가 바뀌니.)

도핑은 방식따라서 다르긴한데 일반적으로 임플란트라고 그냥 원자를 때려박습니다.
웨이퍼 회전시키는건 포토레지스터 도포할때, 세척할 때 등등.

[루리웹-3232425]

아 맞다 결정방향 (....) 네 맞습니다 결정방향...뭔가 빼먹었다 했더니;

[루리웹-3232425]

옙 수정했습니다 -_-;;;

[napalm death]

근데 웨이퍼가 뭔데 설명을 이리 열심히

[po감마wer]

IT산업의 쌀(반도체)이 나오는 논밭이니까.

[루리웹동내개]

외계인들의 결정체

[Tanya]

외계인의 눈물ㅜㅜ...

[훼이크임]

매년 희생되는 수많은 외계인과 공돌이님들을 기리며 ㅜㅜ

[Lapis™]

저기다가 그림그려서 반도체의 모든걸 만든다고 생각하세요..

[roqkftoqkf]

알기쉬운 설명 감사합니당.
근데 루리웹은 진짜 차원이 다르군요... 제가 무식한건지 아님 다들 그쪽분야에서 일하시는 전문가이신건지
매일 배우고 가는듯

[PlaySituation]

헐.. ㅊㅊ

[아이패드2.]

왕ㅋ 고마워요

[세컨트]

죠낸 쉬운 비유...밀가루 반죽하는거에 비유 하면 될려나?

[po감마wer]

용암이 굳어서 돌 되는게 비슷할듯.
실리콘 결정은 완전 돌덩어리 수준이라.
빨리 식느냐 늦게 식느냐에 따라 결정 구조가 바뀌고.

[루리웹-3232425]

네 딱 용암이 굳어 돌되는거지요 죽같은 용암을 삥삥돌려서 순도를 높이죠(...)

[po감마wer]

결국 웨이퍼가 원형인 이유는 나오지 않았음.

[루리웹-3232425]

썼음 ㅠㅠ

[태양별왕자]

잉곳 만들고 100, 110, 111 방향으로 자르고 이물질 없앨려고 공정하고 mosfet 만든다고 각종 공정에 이물질 제거에 공부하는데 머리 터질뻔..ㅋㅋㅋ

[그것은좋은것이다]

두뇌 풀가동! 실패.. 문과출신은 눈팅

[카리스님]

유저가 출처인 진짜 유저정보다

[Tanya]

그래 이게 진짜 유져 정보지!!!

[Tanya]

요즘은 유저정보도 인터넷 기사마냥 출처 없으면 까는 시대라서 이런 고급정보를 보기 힘듬
너도나도 웹진 퍼날르기밖에 하질 않아서

[마향1]

그러니까... 돌려서 원형이라는 소리죠?

[루리웹-3232425]

돌려서 그 모양 그대로 써먹으려다 보니 원형이 되지요

[태양별왕자]

웨이퍼가 원형인 이유?
=> 시드를 이용해 잉곳을 만들 때 시드와 용광로가 서로 반대 방향으로 돌면서 시드를 올려 잉곳을 만듭니다.
당연히 서로 반대 방향으로 회전하면서 만들어지면서 타원모양이 되고 그 잉곳을 잘라 쓰니 웨이퍼 모양이 원형임.
원형을 사각이나 육각 등등으로 자르면 자르는 공정 + 시간 + 불량률 상승 + 돈돈돈돈돈(★)이 더 들기 때문에 그냥 원형 씀.

결론 처음부터 원형 썼으니 지금도 그냥 원형 쓰자

[루리웹-3232425]

으잌ㅋㅋㅋㅋ GaAs는 사각웨이퍼도 쓰지욬

[po감마wer]

애초에 완전한 원형이 아님.
어차피 가공해야되는데 굳이 원형인건 깨지지 말라고.

[Tanya]

여러분은 지금 외계인분들의 대화를 보고 계십니다.

[po감마wer]

나도 외계인되면 인텔가서 고문받을 수 있는거임?

[아이아이캡틴]

사각잉곳도 있습니다. 게다가 원형보다는 낭비되는 부분도 적음.

[루리웹-3232425]

어 GaAs계열이나 폴리실리콘 말고도 사각잉곳을 사용하나요?

[po감마wer]

크기가 작으면 안 될 것도 없을듯.

[@Crash@]

이런가 정보죠~
추천!

[그것이 인생]

정보다 이런게 정보야

[아이아이캡틴]

취직하려고 결정성장쪽으로 공부 많이했는데 결국은 전혀 상관없는 분야..

추가로 규소를 쓰는 이유는 세상에 매우 풍부한 자원이기 때문이죠

[po감마wer]

선행투자빨.
물성빨.
등등

[루리웹-3232425]

클라크수 2위를 자랑하는 자랑스러운 콩라인이죠 규소가(....)

[po감마wer]

그렇다고 지천에 깔린 모래를 퍼서 쓰는건 아닌 불편한 진실...

[루리웹-3232425]

뭐 근데 클라크수로 치면 티탄도 어마어마한데요 뭐 ㅋ

[JeminiPark]

본문을 읽고나니 왜 원형인지는 알겠는데 웨이퍼 천장 넘게 깨먹은 선배 이야기가 궁금해졌다...

[po감마wer]

회사에 비밀인가, 선배에게 비밀인가.

[루리웹-3232425]

근데 아무래도 막줄을 광속삭제 해야할거같은데 ㅋㅋㅋㅋ 슥삭 ㅋ

[Windows７]

잉곳을 키울때 빙글빙글 돌려가면서 키우기 때문에 잉곳이 원형기둥으로 자라는데
그 잉곳을 자른게 웨이퍼라 단면이 원형..

[루리웹-252191637]

우리 회사에서 웨이퍼 만드는데 다른 사람 만났을때 직업 설명해주기 정말 힘듬. 그냥 반도체 만드는 재료 만든다고 하고 말지요.
회사 들어오기전에 파코즈에서 하이닉스 삼성 램 구입할때 생산 주기보고 뿍딱인지 아닌지 고르던데 취직하고 나니 왜그런 뿔딱들이 나오는지 알겠더군요.

[po감마wer]

LG 실트론?

[연유사랑]

결국 피자가 원형인 이유랑 비슷한거 아님?

[배고픈레프젠]

저도 그렇게 이해했는데 존나 회전시켜서 만들기때문이라고.. 맞나여?

[po감마wer]

피자얘기는 그거 아닌가요?
웨이퍼 지름이 피자 크기 따라간다는거.

[electricwing]

관련 일을 하시거나 전공자들이 한마디씩 던지고 가시는 듯 ㅎㅎ

[po감마wer]

근데 실리콘옥사이드가 그렇게 단단한가요?
OLED는 TFT 절연막 실리콘옥사이드로 바꾸면서 에칭장비 고출력으로 바꾼다는데...

[루리웹-3232425]

실리콘 옥사이드 경도는 다이아 바로 아래일걸요 (....)

[po감마wer]

그런데도 누설전류가 생기다니;;

[루리웹-3232425]

문제는 실리콘 옥사이드막이 너무 얇습니다. 20nm 대 공정이면 아미 2-3 옹스트롬밖에 안 되요.

[po감마wer]

그러니까 HK로 넘어갔겠지요.

[루리웹-3232425]

근데 HK 산화막 엄청나게 두껍지 않나요? 스위칭 커런트에 문제 생길거같은데;

[po감마wer]

실리콘옥사이드나 나이트라이드보다 두껍긴하지요.
애초에 목적이 물리적으로 두껍게해서 누설전류를 줄이면서 동시에 유전율이 높은 물질을 사용해 전기적으로 얇게해서 채널에 대한 제어력을 높이는거니까요.

인텔만 보면 하프늄옥사이드가 최대 25 정도인데 실리콘옥사이드가 3.9고 실리콘나이트라이드가 7.5 정도.
그런데 인텔 비교자료에서 실리콘옥사이드가 1.2nm고 하프늄옥사이드가 3nm
유전율 고려하면 전기적으로 더 얇아진거지요.
그래서 결과적으로 스위칭 커런트는 더 좋아졌고요.

[루리웹-188093649]

일베 유일한 장점인 알기쉬운 정보글을 드디어 루리웹도 가지게 되는군요
갠적으로 이런글 많이 올라왔음 합니다ㅎㅎ

[JeminiPark]

어휴 더러운 일ㅁㅁ

[078]

유일하다는거 보면 일ㅁㅁ은 아닌거같은데

[훼이크임]

좋은 정보 감사하며, 나의 추천 맛 좀 봐라

[남자들의희망봉]

여기 지금 루리웹 맞음??? 이상해 무서워

[리빵]

파코즈에서나 볼법한 글을 루리에서 첨봤네 ㅋㅋ

[9903]

요즘은 갈륨나이트로 하는듯?

[게임불감증]

우린 사각 씀

[Raioh]

님 태양광??

[잊혀질사람]

이정도는 문과생인 저도 압니다.

[아콰마린']

와.. 맨날 스마트폰 싸움짓거리만 올라오다가 오랜만에 정보다운 정보가 올라오네요

[퇴근좀하시지]

반도체 일하는 직장인으로써 이런글이 올라오면 정말 기쁩니다.ㅎ

[po감마wer]

부럽습니다. ㅜㅜ

[고북]

ㅊㅊ

[MOAI]

감사합니다 잘 배우고 갑니다.