반도체 웨이퍼란? 웨이퍼의 종류와 특징

반도체 웨이퍼란?

 반도체 웨이퍼는 반도체 칩을 제조하기 위한 기본 재료로, 실리콘 또는 화합물 반도체 물질로 만들어진 얇고 원형의 판을 말한다.

 

무엇으로 웨이퍼를 만드나요?

• 실리콘 웨이퍼: 가장 널리 사용되는 재료로, 순수한 실리콘 단결정으로 구성된다.
• 화합물 반도체 웨이퍼: 갈륨 비소(GaAs), 갈륨 질화물(GaN) 등의 화합물 반도체 물질로 제작된다.

 

실리콘 웨이퍼와 화합물 반도체 웨이퍼의 차이점

재료적 차이

• 실리콘 웨이퍼: 순수한 실리콘 단결정으로 구성된다.
• 화합물 반도체 웨이퍼: 두 가지 이상의 원소로 이루어진 화합물 반도체 물질로 구성됩니다. 대표적으로 갈륨 비소(GaAs), 갈륨 질화물(GaN) 등이 있다.

 

전기적 특성

• 실리콘 웨이퍼: 실리콘은 간접천이형 반도체로 전자 이동도가 상대적으로 낮다.
• 화합물 반도체 웨이퍼: 직접천이형 반도체로 전자 이동도가 높아 고주파 및 고출력 특성이 우수하다.

태양광 웨이퍼

응용 분야

• 실리콘 웨이퍼: CPU, 메모리, 센서 등 일반적인 전자 소자 제조에 주로 사용된다.
• 화합물 반도체 웨이퍼: 고주파 통신, 광전자 소자, 전력 반도체 등 고성능이 요구되는 분야에 적합하다.

 

제조 공정

• 실리콘 웨이퍼: 단결정 실리콘 잉곳 성장이 핵심 공정이다.
• 화합물 반도체 웨이퍼: 화합물 반도체 박막 증착 등 복잡한 공정이 필요하다.

 

웨이퍼의 크기는?

• 웨이퍼의 크기는 일반적으로 8인치(200mm) 또는 12인치(300mm)이다.
• 웨이퍼의 두께는 보통 0.5~0.8mm 정도이다.

 

웨이퍼 제조 과정

• 단결정 잉곳 성장 → 웨이퍼 슬라이싱 → 연마 → 세척 → 검사 및 포장

 

웨이퍼는 주로 어디에서 쓰이나요?

• 반도체 칩, 집적회로, 태양전지 등의 제조에 사용된다.
• 전자 기기, 자동차, 항공우주, 의료기기 등 다양한 산업 분야에 활용된다.

 

웨이퍼 기술 발전 방향

• 웨이퍼 크기 증가와 제조 공정 개선으로 집적도 및 성능 향상
• 차세대 웨이퍼 소재 및 공정 기술 개발 중
• HBM으로 더 많은 웨이퍼가 필요해짐