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실리콘은 Diamond Cubic 결정구조를 갖고 있으며, 살창격자 상수(Lattice parameter)는 5.43?입니다. 실리콘 웨이퍼는 고순도의 다결정 실리콘을 용융시켜 특정방향으로 성장시킨 단결정 실리콘 잉곳을 얇게 자른 것입니다. 여기서 방향이란 Miller index로 정의된 [100], [111], [110] 등을 일컫습니다.
이 결정방향에 따라 기계적 특성은 물론이고 물리, 화학적 특성도 변하며, 이는 Deposition, Ion Implantation, Diffusion, Etching, CMP등의 공정에 영향을 미치고 Device특성에도 영향을 미칩니다. 단결정으로 성장시킨 실리콘 결정에는 전기 전도도를 위해 의도적으로 첨가한 불순물(B, P, As, Sb) 이외에는 가능한 한 불순물을 억제시켜야 합니다.
이렇게 의도적으로 첨가한 불순물의 특성에 따라 N-type, P-type으로 나뉘며, 도체(Conductor)와 부도체(Insulator) 사이의 전기 전도도를 가집니다. 반도체(Semiconductor)는 일반적으로 실온에서의 전기 비저항으로 구분되는데, 그 크기는 일반적으로 10-2에서 109ohm-cm이고, 온도에 매우 민감하게 변화합니다.
절연체를 대략 1014ohm-cm이상인 물체라고 정의한다면, 순수(Intrinsic)하고 완전한 결정체인 반도체 물질은 절대온도 0K 에서는 대부분 절연체가 됩니다.
실리콘 웨이퍼의 표면은 Device Process의 원할함과 고품질 회로를 구성하기 위해, 회로 제조 시 치명적인 영향을 주는 표면 Damage 또는 미량의 화학적 성분이 표면에 잔존해서도 안되며, 고도의 평탄도(Flatness)가 요구됩니다.