반도체 연구 일지

XRD(X-ray Diffraction)동작 원리(1) 결정성(crystalline)분석

반도체에서 Film을 증착하였을 때, 가장 많이 활용하게 되는 툴 중에 하나는 XRD(X-ray Diffraction) 분석입니다. 특정한 물질을 반도체에서 증착하였을 때, 그 물질이 요구하는 성능을 제대로 내려면 결국 원자들이 어떻게 배열되어 있는지가 중요합니다. 비정질이냐, 결정질이냐의 구분이 중요하다는 말인데요. 같은 물질이라도 원자가 규칙적으로 배열된 결정질일 때 유전율, 저항, 이동도(mobility) 등이 크게 달라지게 됩니다. 그래서 증착한 Film(박막)이 결정질(crystalline)인가 비정질(amorphous)인가를 판단할 필요가 있습니다. 물질의 결정 구조, 원자 배열 등과 관련된 내용은 나중에 한 번 간단히 다루어 보겠습니다. 그리고 같은 물질이라도 결정 구조가 다르면 그 특성이 ..

한국에서는 흔히 DRAM과 NAND Flash를 통칭해 메모리 반도체라고 부릅니다.메모리가 우리 산업에서 얼마나 큰 비중을 차지하는지는 용어에서도 드러나는데요. 해외에서는 그냥 logic 또는 system semiconductor라고 부르는 반도체를, 한국에서는 "메모리가 아닌 것" 이라는 뜻의 비(非)메모리라고 부를 정도죠. 세상의 반도체를 메모리와 메모리가 아닌 것으로 나누는 셈입니다.그만큼 한국에서는 이 메모리가 중요한데, 오늘은 그중에서도 NAND Flash를 다뤄보려고 합니다.NAND Flash의 용도와 이해 동작 원리를 보기 전에, 이게 어디에 쓰이는 놈인지부터 아는 게 중요합니다.DRAM과 같은 메모리이긴 하지만, NAND Flash는 우리가 흔히 SSD라고 부르는 저장장치 안에 들어가는 소..

반도체 공정에는 흔히 8대 공정이라고 불리는 여러 공정 중에 메인으로 불리는 공정들이 있죠. Deposition(증착), Lithography(패터닝), Etching(식각) 정도가 있겠습니다. 위 공정이 메인으로 불리는 이유는 현재 매우 복잡하고 미세화된 구조에서, 수 nm 정도의 스케일에서 패턴을 만들고 증착을 하고 식각을 하는 공정의 기술 난이도가 매우 매우 높아지고 있고 그 중요도가 다른 공정에 비해서도 매우 크기 때문이죠.오늘은 그래서 그 중에서 증착(Deposition) 공정의 종류와 어떨 때 해당 공정이 쓰이는지를 정리해보려고 합니다 .그렇다면 왜 Deposition(증착) 공정이 중요할까요?증착(Deposition)은 웨이퍼 표면에 원하는 물질을 얇은 막 형태(Film)로 형성하는 공정입니..

안녕하세요 반.연.일 입니다. 오늘은 대학원 진학에 대해서 글을 좀 끄적여 볼까합니다. 저 또한 그랬던 것 처럼. 고민을 많이 하는 후배들을 여러번 보기도 했고 혹시나 단 한명이라도 제 글을 보고 선택에 도움이 되지 않을까 하는 마음입니다 :) 최근 한국의 취업 시장은 점점 더 어려워지고 있습니다. 특히 공대생들에게도 취업이 예전처럼 쉽지 않다는 이야기가 자주 나오고 있죠. 반도체 업계도 예외는 아닙니다. 몇 년 전까지만 해도 반도체 전공자라면 대기업 취업이 비교적 수월한 편이었지만, 최근에는 인력 감축, 채용 축소 등의 이슈가 불거지면서 경쟁이 치열해지고 있습니다. 이러한 상황에서 많은 학생들이 대학원 진학과 취업 사이에서 고민하는 것 같습니다. 저또한 그랬구요. 대학원 진학, 어떤 사람이 가는걸까?대..

반도체 8대 공정 중 가장 중요한 공정은? 반도체 8대 공정을 쭉 나열해보면 이렇습니다. 웨이퍼 제조 (Wafer)산화 (Oxidation)노광 (Photolithography)식각 (Etching)증착 & 이온주입 (Deposition & Ion Implantation)금속 배선 (Metallization)EDS (전기적 특성 검사)패키징 (Packaging) 그 중에 가장 중요한 공정이 무엇인가 굳이 꼽으라면 아마 노광 공정(Photo Lithography)공정을 꼽는 사람이 많을겁니다. 증착(Deposition)으로 박막을 쌓고 식각(Etching)으로 깎아내는 걸 수십 번 반복하지만, 그 모든 반복이 향하는 목적지는 결국 "설계된 패턴 마스크를 웨이퍼 위에 그대로 구현하는 것" 이거든요.조금 다..

이번에는 DRAM(Dynamic Random Access Memory) 소자의 최근 발전에 대해서 이야기 해보고자 합니다. 사실 DRAM이라기보다 좀 더 넓혀서 Transistor의 발전 방향이라고 해도 무방할 것 같네요.DRAM Capacitor의 발전 방향1975년에 Trench Capacitor DRAM이 처음 특허로 출헌 되었을 때가 위 사진의 모습입니다. 우측의 SEM 이미지를 보시면 아시겠지만, 저희가 익히 알고 있는 1T 1C의 구조를 가지고 있죠. Gate가 존재하고 옆에 Trench 구조로 파여져 Capacitor를 구성하고 있습니다. 현재는 조금 더 발전한 구조로 DRAM의 구조가 이루어져 있죠. 같은 면적에서 더 많은 Capacitor 용량을 구현하기 위한 발전. 그리고 Scaling..

XPS를 통해서 저희는 많은 정보를 얻을 수 있습니다. 고진공을 사용해야하는 장비이기 때문에 간편하게 측정을 할 수 있는 장비는 아니고 시료에 따라서 sample이 charge up 될 수 있기 때문에 neutralizer를 사용해서 charging effect를 상쇄해줘야 하기도 하죠. 하지만, 그런 과정을 거쳐서 XPS 데이터를 얻게 되면 저희는 굉장히 많은 정보를 얻을 수 있습니다. Survey data를 통해서는 Low binding Energy부터 High binding Energy까지 일련의 data를 모두 얻기 때문에 sample에 포함되어있는 원소들을 알아낼 수 있기 때문에 시료의 화학적인 조성을 알아낼 수 있습니다. 전체적인 데이터를 얻기에 Binding Energy를 표시하는 x 축 상..

반도체는 더욱 많은 데이터를 한 번에 많이 처리하고 저장하기 위해 발전을 해오고 있습니다. 그리고 단순히 많은 데이터를 컨트롤한다는건 그리 어려운 문제는 아닙니다. 초기 컴퓨터인 애니악이 엄청나게 거대한 몸집을 가졌듯이 물리적으로 소자를 더 크게 만들면 되기 때문이죠. 하지만, 산업이 원하는 방향은 그것이 아닙니다. 더 가벼운 전자기기 그리고 더 얇은 디바이스 두께, 베젤 등... 과 같이 소자의 사이즈도 같이 줄여가야하는 것이 가장 큰 문제이죠. Scaling Down은 무엇일까?반도체를 공부하다보면 Scaling Down이라는 용어가 매우 잦게 등장합니다. 대략적으로 소자의 사이즈가 줄어드는 것을 의미한다는 것은 알겠는데 정확히 무엇을 의미하는 것일까요?Scaling Down은 정확히 3차원 방면으로..

유전체의 분극은 무엇일까? 유전체와 도체의 비교What is Polarization of Dielectric? Comparison between Dielectric and Conductor절연체의 분극을 알기 위해서는 절연체의 구조를 먼저 알고 있어야 합니다. 유전체(Dielectric)는 도체(Conductor)와 다르게 외부 전기장(E Field)가 인가 되었을 때, 물질 내의 전하가 재분포되어 전기적인 성질이 유도되는 특성을 갖고 있습니다. 자유전자가 거의 존재하지 않고 대부분의 전자들이 nuclues에 구속되어 있기 때문에 외부 전기장이 인가되었을 때, 전자들이 전기장을 따라 흐르지 않고 특정 방향으로 배열이 되게 됩니다. 반면, 도체의 경우에는 free carrier가 굉장히 많이 존재하고 있습..

DRAM(Dynamic Random Access Memory)의 종류/구분일반적인 DRAM에서 구조적으로 발전되어 RCAT, S-RCAT, S Fin, BCAT, VCAT 등과 같은 DRAM의 구조적인 종류도 다양하지만, Logic적인 측면에서 DRAM을 구분 할 수 있습니다.​DRAM은 컴퓨터에서 주기억장치로 사용되면서 메모리 소자로 사용되기 때문에, CPU와 정보를 주고 받으면서 데이터의 입출력 동작을 수행합니다.​이때 DRAM에 주어진 명령어가 받아들여지는 시점이 존재하고 이는 CLK(Clock)을 통해 결정되는데, CPU와 동일한 CLK을 공유하는 Synchronous-DRAM​과 그렇지 않은 Asynchronous-DRAM으로 구분 할 수 있습니다.  SRAM(Synchronous DRAM)SD..