반도체 - 플래시 메모리 제작 공정

웨이퍼 준비

• 실리콘 웨이퍼 세척: 유기물, 금속 불순물, 파티클 등 제거
• 웨이퍼 표면 연마: 표면을 평탄하고 깨끗하게 연마

산화막 형성

• 열산화 공정: 웨이퍼를 고온의 산소 분위기에 노출시켜 얇은 게이트 산화막 성장
• 산화막 두께 조절: 메모리 소자 특성에 맞게 정밀하게 제어

 

폴리실리콘 증착

• 저압 화학 기상 증착(LPCVD): 실리콘 소스 가스를 이용해 게이트 전극용 폴리실리콘 증착
• 도핑: 원하는 전기적 특성을 위해 불순물 도핑 진행

패터닝

• 포토리소그래피: 감광막 도포, 노광, 현상을 통해 셀 배열 패턴 형성
• 플라즈마 에칭: 패턴을 따라 폴리실리콘, 산화막 등 선택적으로 제거
• 증착, 노광, 식각으로 구성되며 각각 원하는 소재를 박막 형태로 깔고 노광으로 패턴을 인식한 후 필요하지 않은 부분을 제거하는 과정을 거친다.

 

소스/드레인 형성

• 이온 주입: 고에너지 이온빔을 이용해 소스, 드레인 영역에 불순물 주입
• 열처리: 활성화 및 확산 공정으로 소스, 드레인 영역 완성

 

터널링 산화막 형성

• 열산화 공정: 부유 게이트 영역에 얇은 터널링 산화막 성장
• 산화막 두께 정밀 제어: 터널링 특성에 매우 중요

부유 게이트 형성

• 폴리실리콘 증착: 부유 게이트용 폴리실리콘 층 증착
• 패터닝: 포토리소그래피와 에칭으로 부유 게이트 패턴 형성

 

제어 게이트 형성

• 폴리실리콘 증착: 제어 게이트용 폴리실리콘 층 증착
• 패터닝: 포토리소그래피와 에칭으로 제어 게이트 패턴 형성

 

층간 절연막 형성

• ONO 구조 형성: 산화막-질화막-산화막 3중 층 증착
• 절연 특성 최적화: 부유 게이트-제어 게이트 간 전하 유지에 중요

 

금속 배선 형성

• 금속 증착: 소스, 드레인, 게이트 등에 금속(알루미늄, 구리 등) 배선 증착
• 패터닝: 배선 배치와 연결 최적화

 

패시베이션 및 검사

• 보호막 증착: 최종적으로 소자를 보호하는 패시베이션막 증착
• 전기적 특성 검사: 각 공정 단계별 전기적 성능 측정 및 분석