본문 바로가기

전체 글9

실리콘 웨이퍼(Silicon Wafer)의 종류 및 특징 1. 실리콘 웨이퍼(Silicon Wafer) 실리콘은 지각의 1/3정도로 매우 풍부하게 존재한다. 반도체 산업에 오랫동안 적용되어 상당한 발전이 이루어져 있는 재료이다. 독성이 없어 환경적으로도 우수하고, 비교적 고온에서도 소자가 동작할 수 있다는 장점도 있다. 종류는 크게 단결정 웨이퍼와 다결정 웨이퍼로 나뉜다. 2.1 단결정웨이퍼 폴리실리콘을 석영도가니에 넣고 불순물(B,P)을 함께 넣어 고온으로 용융시키면 원주모양의 단결정질 실리콘 잉곳이 완성된다. 이것을 얇게 절단한 것이 단결정 실리콘 웨이퍼다. 특징은 웨이퍼의 재료인 실리콘의 원자배열이 규칙적이며 배열 방양이 일정하여 전자 이동에 걸림이 없다. 2.2 다결정웨이퍼 폴리실리콘을 석영도가니에 넣고 높은 온도로 가열하여 녹인다. 액체상태가된 실리콘.. 2020. 4. 15.
광전효과: 실리콘(Si)의 광흡수원리 모든 고체는 원자의 배열, 반지름 길이, 결합방식 등에 따라서 각각 다른 밴드 갭을 형성하고 있다. 밴드 갭의 크기에 따라 광을 흡수하는 성질이 달라진다. 실리콘(Si)의 경우 그림1과 같이 1.12eV의 밴드갭을 가진다. 다음 플랑크 식에 의해서 물질의 밴드 갭을 이용해 파장을 구할 수 있다. Eg는 물질의 밴드 갭, h는 플랑크 상수이다. 실리콘의 경우 위 식의 밴드갭(Eg)에 1.12eV를 대입하여 파장을 구해보면 1100nm의 길이를 가진 파장값이 나온다. 1100nm보다 긴 파장이 실리콘과 만나게되면, 실리콘은 그 파장들을 흡수하지 못하여 통과하고 1100nm보다 짧은 파장들만 흡수하여 전도 띠(Conduction Band)와 원자 가띠(Valence Band)에 각각 전자와 홀 쌍을 생성시킨다.. 2020. 4. 15.
태양전지의 필요성과 태양광 산업 동향 1. 태양광발전의 필요성 에너지 통계연보에 따르면 OECD 국가의 총 전기 소비량의 비율은 원자력 22.2%, 석탄 2.7%, 천연가스 20%, 석유 47.3%, 신재생 5.6%(2018년 기준)이다. 전기 소비량의 70% 이상을 화석연료에 의지하여 지구온난화, 대기오염, 산성비, 수질 오염, 토양 오염, 열 오염 등의 환경오염과 자원 고갈로 인한 단가 상승의 문제가 심해지고 있다. 또한, 20%를 차지하는 원자력은 가장 낮은 발전원가로 꼽히지만 원전사고의 피해가 막대하기 때문에 시민들의 불안감과 안전상의 문제가 일어나고 있다. (그림 1의 파란색과 빨간색 부분이 화석연료, 주황색 부분이 신재생에너지이다.) 모든 화석연료는 탄소화합물의 한 형태로 연소과정에서 필연적으로 이산화탄소를 발생시킨다. 화석연료를.. 2020. 4. 14.
[반도체]박막증착공정 심화: CVD 온도에 따른 증착률(Deposition Rate) 1. CVD kinetics CVD반응 단계에는 물질전달(mass transfer)단계와 표면반응(surface reaction)단계가 있다. 이때, 물질전달단계에서는 그림1과 같이 F1만큼 기판쪽으로 가스전달이 일어나난다. 표면반응단계에서는 F2만큼 기판표면에서 화학반응이 일어나 막이 형성된다. 식으로 표현하면 다음과 같다. 여기서, F1과 F2가 같다는 조건에서 다음과 같이 식을 정리할 수 있다. 2. 막 증착 속도의 온도 의존성 (1) 저온 증착 저온에서 증착시, 기판에서 화학적반응이 거의 일어나지 않기 때문에 아래와 같은 조건이 성립된다. 위식의 조건에서 식을 다시 정리하면 다음과 같은 식이 적용된다. 결국 온도T가 바뀌면 GR값이 바뀌기 때문에 온도에 대해 크게 영향을 받는다. (2) 고온 증착.. 2020. 4. 9.
[반도체]박막증착공정 기본: CVD(Chemical Vapor Deposition) 1. CVD 개념 Chemical Vapor Deposition의 줄임말로 화학기상증착법이라고도 불림 가스의 화학 반응으로 형성된 입자들을 외부 에너지 부여된 수증기 형태로 쏘아 증착하는 방식 가장 오래된 반도체 공정 중 하나임 (1) CVD 장점 PVD보다 표면접착력이 10배 높음 대부분의 표면에 적용가능하므로 활용도가 높음 도체, 부도체, 반도체 박막증착에 모두 사용가능 불순물의 분포와 농도조절 가능 반응 가스 선택가능 대량생산 가능 (2) CVD 단점 압력이 낮을수록 공정의 프로세싱 시간이 길어짐 고진공 상태에서 기체들의 반응속도를 유지하려면 웨이퍼 온도를 높여야하지만, 그러면 재료 선택이 까다로워짐 두께 조절 컨트롤하기 어려움 반응 변수가 많음 위험한 가스의 사용 2. CVD방식의 종류 열에너지 .. 2020. 4. 9.
[반도체]박막증착공정 기본: ALD(Atomic layer deposition)증착 기술 1. CVD, PVD, ALD CVD는 Chmical Vapor Deposition의 약자로, 화학적 증착방식을 말한다. PVD보다 빨리 나온 방법으로 화학적으로 막을 성장시키는 방식이다. PVD는 Physical Vapor Deposition의 약자로, 물리적 증착방식이다. 보통 열증착이나 플라즈마 증착방식으로 막을 형성시킨다. CVD, PVD의 공통점은 박막을 만들 때 두께가 단단위 나노미터로 얇게 하는데 한계가 있다는 점이다. ALD는 Atomic Layer Deposition의 약자로, 원자급 레이어를 형성할 수 있는 증착기술을 뜻한다. 원자층을 한층한층 쌓아올려 막을 형성하는 적층방식이기 때문에 나노미터급의 아주얇은 박막을 형성할 수 있다. 2.1 ALD 기본원리 1) 흡착단계 : 1차 소스(전.. 2020. 4. 8.
[반도체]박막측정장비: 라만 분광법(Raman Spectroscopy) 1. 개념 빛의 파장을 변화시키는 산란 현상을 라만 산란(Raman scattering) 혹은 라만 효과(Raman effect)라고 한다. 1928년 Rama과 다른 연구원들이 용액에 파란색 빛을 투과했을 때 초록색 빛이 산란되어 나오는 것을 처음 발견하여 라만분광법(Raman spectroscopy)이라는 이름이 붙여졌다. 이후 라만분광학은 분자의 진동 스펙트럼을 측정하여 분자의 진동구조를 연구하거나 물질의 정성, 정량 분석에 이용되었다. 최근에는 생체조직의 정보분석을 위한 연구에도 적용되고 있다. 2.1 라만 산란의 정의 빛이 어떤 매질을 통과할때 산란된 빛은 원래의 에너지를 그대로 갖고 있거나, 원래 빛의 에너지보다 적거나 많은 에너지를 가지게 된다. 원래 에너지를 그대로 유지하며 산란되는 과정(.. 2020. 4. 7.
2차원소재(2DLMs) 1.1 2차원소재(2DLMs)* 정의 원자들이 단일 원자층 두께를 가지고 평면에서 결정구조를 이루는 물질 * Two-dimensioncal layered materials (1) 장점 크리스탈격자구조로 매칭하지 않고 반데어발스로 매칭해도 아주 다양한 물질을 만들수 있음 (2) 단점 소스, 드레인의 접촉저항이 높음 PN 도핑문제 문턱전압문제 이동도의 지역적 균질화 등 1.2 2차원소재 분류 전기적 특성에 따라 도체, 반도체, 부도체로 분류되며, 대표적으로 그래핀, 전이금속 디칼코게나이드, 흑린, 육방정계 질화붕소의 연구가 활발히 진행되고 있음 (1) 0D-2D, 1D-2D 반데르발스 이종구조 나노 물질결합의 새로운 패러다임 장점 : 넓은 밴드의 광감지기같은 많은 놀라운 소자만들 수 있음 (2) 2D-2D .. 2020. 4. 7.
[서평]대학원생때 알았더라면 좋았을 것들(1)(엄태웅편) 저자 소개​ 엄태웅 : 10년 차 로봇공학, 딥러닝 연구자. 서울대학교 기계항공공학부에서 로봇공학 전공하고 LIG넥스원과 KIST에서 5년간 국방로봇과 의료로봇 개발을 담당했다. 2014년엔 캐나다 워털루 대학교 전기컴퓨터공학부로 유학길에 올라 현재 대학원에서 딥러닝을 연구중이다. ​ 최윤섭 : 컴퓨터공학, 생명과학, 의학의 융합을 통해 디지털 헬스케어 분야의 혁신을 창출하고 사회적 가치를 만드는 것을 화두로 삼고 있는 융합생명과학자, 미래의료학자, 기업가, 엔젤투자가, 에반젤리스트이다. 국내 디지털 헬스케어 분야의 대표적인 전문가로, 활발한 연구, 저술 및 강연 등을 통해 국내에 이 분야를 처음 소개하였다. 포항공대에서 컴퓨터공학과 생명과학을 복수 전공하였으며 동 대학원 시스템생명공학부에서 전산생물학으.. 2020. 3. 29.