세미툰 인터랙티브 교과서 · 이온 주입

이온을 쏘아
반도체의 성질을
바꾸다

순수한 실리콘은 전기가 거의 통하지 않는다. 여기에 붕소나 인을 정확한 양만큼, 정확한 깊이에 넣어야 트랜지스터가 된다. 이 교과서는 이온 하나가 실리콘 속에서 멈추는 원리에서 출발해 장비가 빔을 만드는 방법, 결과를 재는 계측, 현업에서 실제로 조심하는 문제까지 시뮬레이터로 직접 움직여 보며 익히게 한다.

1장부터 시작하기 → 전체 목차

12개 챕터 시뮬레이터 73개 공대 학부 수준 현업 노트 참고문헌 200여 개 · 모든 근거에 출처

몬테카를로 · 비정질 Si에 이온 쏘기0 ions

이온

에너지

평균 깊이 Rp—

퍼짐 ΔRp—

옆 퍼짐—

숫자로 보는 이온 주입

이 교과서를 끝내면 아래 숫자가 어디서 나오는지, 공정에서 무엇을 뜻하는지 설명할 수 있게 된다.

5×10²² cm⁻³

실리콘 1 cm³ 속 원자 수. 도핑 농도 10¹⁸ cm⁻³도 원자 5만 개 가운데 하나꼴이다.

6.8×10¹⁴ cm⁻²

Si (100) 표면 원자 한 층의 원자 수. Dose 10¹⁵ cm⁻²이면 원자 한 층보다 많은 이온을 심는 셈이다.

6.24×10¹⁵ /s

1 mA 빔이 1초에 실어 나르는 1가 이온의 수. 전류를 재면 이온을 셀 수 있다.

약 2분

300 mm 웨이퍼 전체에 10¹⁵ cm⁻²를 1 mA로 심는 데 필요한 순수 빔 시간. Dose는 결국 전류 × 시간이다.

20~30번

대형 Fab에서 웨이퍼 한 장이 거치는 이온 주입 횟수. 1970년대 NMOS의 6~8번에서 크게 늘었다.

3σ 1.5%

300 mm 웨이퍼까지 흔히 요구되는 Dose 균일도의 상한. 에너지는 3σ 3%, 각도는 3σ 약 1°.

근거: 실리콘 격자 상수와 기본 전하로 계산한 값, 주입 횟수와 균일도 요구.

이 책을 읽는 방법

눈으로 읽고 끝나는 책이 아니다. 숫자를 바꿔 보고, 결과를 먼저 예측해 보고, 왜 그런지 설명해 보는 책이다.

읽기개념과 원리를 먼저 쉬운 말로. 영어 용어는 현장에서 쓰는 그대로 두고 뜻을 풀어 쓴다.

바꿔 보기SIMULATOR 카드의 값을 끝까지 밀어 보자. 무너지는 지점에서 가장 많이 배운다.

예측하기PREDICT 카드는 결과를 보기 전에 답을 먼저 고른다. CHALLENGE는 목표값을 맞히는 문제다.

현업 노트FIELD NOTE는 공개 논문과 장비사 자료에 근거해 현장에서 조심하는 지점을 짚는다.

출처 확인본문의 [1] 번호를 누르면 장 끝의 참고문헌으로 이동한다. 근거 없는 수치는 쓰지 않는다.

전체 챕터

1~6장은 원리, 7~9장은 장비와 계측, 10~11장은 소자 응용과 현업의 이상 분석이다. 각 장은 개념 → 그림 → 수식 → 시뮬레이터 → 현업 노트 → 핵심 정리·퀴즈 순서로 짜여 있다.

세미툰 공정 교과서 시리즈

반도체 공정을 한 권씩 나누어 같은 방식으로 만든다. 캐릭터마다 맡은 공정이 있다.

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