다결정 실리콘(Polycrystalline Silicon) 또는 폴리시(Poly-Si)는 뛰어난 절연 특성과 내온성을 지닌 초순도 실리콘 형태입니다. 폴리실리콘은 청크와 세분화의 두 가지 형태로 시작되며, 특히 세분화는 얇은 애플리케이션과 높은 호환성 애플리케이션에서 더 널리 사용됩니다. Poly-Si 레이어는 최종 사용자의 사양에 따라 도핑되거나 도핑되지 않을 수도 있습니다. 도팬트와 저항성은 역관계를 가지므로 도팬트가 무거울수록 저항도가 낮아집니다. 가볍게 도핑된 Poly-Si 레이어는 높은 저항성을 가지게 됩니다. 저항성은 Poly-Si 레이어 내의 도팬트 수치의 주요 결정 요인입니다.
비도핑 폴리실리콘
도핑되지 않은 폴리실리콘 층은 저압 화학 기상 증착(LPCVD)을 통해 증착됩니다. 이것은 가장 일반적인 폴리시 증착법이며 용도에 따라 증착 후 도핑이 필요한 경우도 있습니다. 이 공정은 560°C – 650°C 사이의 저온 용해로에서 이루어집니다. 도핑되지 않은 Poly-Si 레이어는 온도 범위는 작지만 온도가 증가함에 따라 기하급수적으로 성장합니다.
LPCVD는 오염을 방지하고 균일성이 높은 다결정층을 만들기 위해, 저압 용해로에서 폴리실리콘을 증착합니다. 전기 절연은 도핑되지 않은 폴리실리콘 층에 가장 일반적으로 사용되지만, 확산 및 현장(in-situ) 도핑 방법 또한 일반적으로 Poly-Si를 사용합니다.
대부분 도핑된 폴리실리콘 층은 다음 세가지 도팬트를 최우선으로 조합하여 사용합니다: 비소(As), 인(P), 붕소(B). 폴리시 도핑에는 세 가지 주요 방법이 있습니다.
- 확산: 도핑된 폴리실리콘 확산은 비도핑 실리콘 웨이퍼 위에 도핑된 유리 층을 확산시키는 것을 뜻합니다. 이 증착 유형에서, 유리 층은 도팬트의 소스(source)이며, 용해로 온도는 900°C에서 1,000°C 사이이므로 웨이퍼와 함께 유리 층이 확산될 수 있습니다. 이 과정의 고온 특성으로 인해, 폴리시 층은 기판 위에서 확산되고 어닐링 될 수 있습니다. 이 방법을 사용하면 높은 도팬트 농도를 쉽게 얻을 수 있으므로, 이러한 웨이퍼는 낮은 저항 애플리케이션에 이상적입니다.
- 임플랜트: 이온 삽입(Ion implantation)을 통해 도팬트 농도를 보다 정확하게 제어할 수 있습니다. 이 공정은 Poly-Si 층에 고에너지 이온을 직접 충돌시킨 다음, 어닐링 과정을 진행해서 웨이퍼를 강화시킵니다. 이 방법은 부하 저항기(load resistor)와 같이 높은 전도성이 필요하지 않을 때 자주 사용됩니다.
- In-situ(현장): 이 증착 공정은 일반적인 화학 기상 증착(chemical vapor deposition) 반응 가스에 포스핀(PH3) 및 디보레인(B2H6) 가스를 추가하여 수행됩니다. 현장(in-situ) 증착 과정과 다른 증착 과정의 주요 차이점은, 일단 과정이 보통 두개의 단계로 나뉜 것과는 반대로, Poly-Si 층의 증착 과정에서 도팬트가 유입된다는 것입니다. 도팬트가 증착 과정에서 유입되기 때문에, 층의 물리적 성질을 변화시킬 수 있고, 이는 폴리실리콘의 알갱이 크기와 오리엔테이션에 영향을 미칠 수 있습니다.
Poly-Si 응용
폴리실리콘의 온도 안정성과 뛰어난 산화규소 상호작용은 다음과 같은 여러 응용 분야에서 최고의 선택입니다:
- 게이트 전극
- 커패시터 플레이트 전극
- 상호 연결
- 엣칭 중 하드 마스크
SVM 폴리실리콘 사양:
웨이퍼 지름: 76mm (3″) – 300mm (12″)
필름 두께*: 1,000Å – 20,000Å
*필름 두께는 웨이퍼 직경 및 기타 장치 사양에 따라 달라집니다
(408) 844-7100 
