폴리실리콘

다결정 실리콘 또는 Poly-Si는 절연 특성과 내열성이 뛰어난 초순수 실리콘 형태입니다. 폴리실리콘은 청크와 과립의 두 가지 형태로 출시되며, 과립은 얇은 애플리케이션과 고순도 애플리케이션에 더 많이 사용됩니다. 폴리실리콘 층은 최종 사용자의 사양에 따라 도핑되거나 도핑되지 않을 수도 있습니다. 도펀트와 저항률은 반비례 관계를 가지므로 도펀트가 무거울수록 저항률이 낮아집니다. 가볍게 도핑된 Poly-Si 층은 높은 저항을 갖습니다. 저항률은 폴리실리콘 층 내의 도펀트 레벨을 결정하는 주요 요인입니다.

도핑되지 않은 (언도프트) 폴리실리콘

언도프트 폴리실리콘 층은 저압 화학 기상 증착(LPCVD)을 통해 증착됩니다. 이는 가장 일반적인 Poly-Si 증착 방법이며, 애플리케이션에 따라 증착 후 도핑이 필요한 경우도 있습니다. 이 공정은 560°C~650°C의 저온 퍼니스에서 진행됩니다. 언도프트 폴리실리콘 층은 온도 범위는 작지만 온도가 상승함에 따라 기하급수적으로 증가합니다.

LPCVD는 저압 퍼니스에서 폴리실리콘을 증착하여 오염을 방지하고 균일도가 높은 다결정층을 생성합니다. 전기 절연은 도핑되지 않은 폴리실리콘 층에 가장 일반적으로 사용되지만, 확산 및 in-situ 도핑 방법도 일반적으로 Poly-Si를 사용합니다.

대부분의 도핑된 폴리실리콘 층은 비소(As), 인(P), 붕소(B)의 세 가지 주요 도펀트 조합을 사용합니다. 폴리실리콘을 도핑하는 방법도 크게 세 가지가 있습니다:

• 확산 (Diffusion): 도핑된 폴리실리콘 확산은 도핑되지 않은 실리콘 웨이퍼에 고도로 도핑된 유리 층이 확산되는 것을 말합니다. 이 증착 유형에서 유리 층은 도펀트 소스이며, 퍼니스 온도는 유리 층이 웨이퍼와 함께 확산될 수 있도록 900°C~1,000°C 사이입니다. 이 공정의 고온 특성으로 인해 Poly-Si 층은 기판 위에 확산과 어닐링이 모두 가능합니다. 이 방법을 사용하면 높은 도펀트 농도를 매우 쉽게 달성할 수 있으므로 이 웨이퍼는 저저항 애플리케이션에 이상적입니다.
• 임플란트: 이온 주입을 통해 도펀트 농도를 보다 정밀하게 제어할 수 있습니다. 이 공정은 Poly-Si 층에 고에너지 이온을 직접 주입한 후 어닐링을 통해 웨이퍼를 경화시키는 과정을 거칩니다. 이 방법은 일반적으로 부하 저항기와 같이 높은 전도도가 필요하지 않은 경우에 사용됩니다.
• In-situ: 이 증착 공정은 일반적인 화학 기상 증착 반응 가스에 포스핀(_PH3) 및 디보란(_B2H6) 가스를 첨가하여 수행됩니다. In-situ와 다른 증착 공정의 주요 차이점은 두 단계로 분리되는 것이 아니라 Poly-Si 층을 증착하는 동안 도펀트를 도입한다는 점입니다. 증착 중에 도펀트가 도입되기 때문에 층의 물리적 특성을 변경할 수 있으며, 이는 폴리실리콘의 입자 크기와 방향에 영향을 미칠 수 있습니다.

폴리실리콘 애플리케이션

폴리실리콘은 온도 안정성과 우수한 실리콘 산화물 상호 작용으로 다음과 같은 여러 애플리케이션에 가장 적합한 소재입니다:

• 게이트 전극 (Gate electrodes)
• 커패시터 플레이트 전극 (Capacitor plate electrodes)
• 인터커넥트 (Interconnects)
• 에칭 중 하드 마스크

SVM 폴리실리콘 사양:

웨이퍼 직경: 76mm(3인치) - 300mm(12인치)

필름 두께*: 1,000Å ~ 20,000Å

*필름 두께는 웨이퍼 직경 및 기타 디바이스 사양에 따라 달라질 수 있습니다.