Transcript 산화막(Oxide,SiO2)란

산화막 (Oxide, SiO2)란?
산화막이란?
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반도체 공정에서 가장 핵심적이며 기본적인
물질입니다.
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특히 열산화 방식(thermal oxidation)으로 형
성되는 산화막의 형성방법은 산화막을 형성
하기 위한 가장 쉬운 방법이며 실리콘이 반도
체 재료로써 가장 각광받는 이유중의 하나입
니다
산화막의 역할(1)
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산화막은 반도체 소자의 내부에 캐리어들의
이동을 막고 전기를 절연시켜주는 절연체의
역할을 합니다. (MOS소자에서 gate 절연막으로 사
용되는 산화막이 대표적인 예라고 할 수 있습니다.)
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전기적으로 절연체의 역할뿐만 아니라 수많
은 소자들로 구성되는 집적회로의 제조공정
에서 소자와 소자간의 격리를 요구할때, 산화
막이 사용되기도 합니다.(LOCOS 혹은 Trench)
산화막의 역할(2)
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실리콘 기판상에 원하는 불순물을 도핑하는
공정(diffusion, ion implatation 등)에서 도핑
이 되면 안되는 영역의 확산 방지막의 역할을
하기도 합니다. 또한 산화막은 알칼리용액,
불소가 첨가되지 않은 산성용액 그리고 일부
건식식각용 반응기체 등과 잘 반응하지 않는
안정적인 성질을 띄고 있어서 실리콘 기판 혹
은 박막의 dry etching 혹은 wet etching 시
에 etching 방지막으로도 사용됩니다.
산화막의 반응식
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열 산화법의 화학 반응은 건식 산화(dry
oxidation)의 경우 (식)와 같이 표현됩니다.
Si(s) + O2(g) → SiO2(s) (식)
SiO2의 구조
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SiO2의 일반적인 구조는 하나의 Si 이온이 4
개의 산소 이온들에 의해 둘러 쌓인 정사면체
의 단위 구조를 가지는 집합체로서 많은 bulk
상태를 가집니다.
SiO2의 물성(1)
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SiO2는 일반적으로 투명한 유리와 같이 비정
질상태가 안정하고, Si와 O의 결합은 공유 결
합과 이론 결합이 혼합된 형태이며, 유연한
Si-O-Si bridge를 가집니다.
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화학식 SiO2
굴절률 1.45 / 550nm
전도 범위 200 – 2,000nm
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SiO2의 물성(2)
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Band gap energy 8 ~9 eV
분자 무게 60.06
밀도 2.202 g/㎤
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녹는 점 1,700°C
 끓는 점 2,230°C
 Specific Gravity (H2O=1) 2.65
 Specific heat capacity 0.201 Cal/g.K

Thermal conductivity(at 20°C) 0.00285
Cal/K.cm.s