반도체의 기초 - ③ 웨이퍼(Wafer)

 

 

웨이퍼는 반도체를 제작할 때 가장 기본이 되는 기판이다.

Si(규소, 실리콘)을 사용하여 제작한다.

 

왜 Si를 사용할까?
1. 지구에서 산소 다음으로 많이 존재해서 가격이 매우 쌈 (그냥 밖에 보이는 모래 생각하면 됨)
2. 안전함. (보통 최근 이슈되는 이차전지의 주요 재료는 리튬, 코발트, 황화물 등이 있는데 가격도 비싸고 독성도 있음)

 

앞서 말했던 시스템 반도체, 메모리 반도체에 포함된 모든 반도체는 모두 이 웨이퍼 위 미세한 회로를 쌓아 만들어진다.

웨이퍼 위에는 수백 개의 칩이 만들어지고, 그 칩을 잘라내어 하나의 제품이 생산된다.

 

웨이퍼는 잉곳이라는 단결정 괴를 만들어 가공 후 사용된다.

 

보통 Czochralski 기법을 통해 웨이퍼가 제조되는데 

단결정 괴

이와 같이 단결정 괴를 만들고 한 면씩 잘라내는 방식이다.

 

웨이퍼는 과거부터 꾸준히 커져왔다.

이유는 간단하다.

웨이퍼가 클수록 더 많은 양의 칩이 생산되기에 생산성이 향상될 수 있기 때문이다.

과거 100mm 웨이퍼부터 제작되었는데 현재 TSMC와 삼성에서는 300mm 웨이퍼를 통해 공정을 진행하고 있다.

 

Wafer 크기?
1. 더 많은 칩 생산
2. 수율 증가

 

웨이퍼 같은 경우 상하좌우를 구분하기 위해 플랫존이 존재한다.

 

1. 웨이퍼: 원형판

2. 다이: IC칩

3. 스크라이브 라인: 다이 간의 간격

4. 플랫존: 방향성 확인

5. 노치: 플랫존과 같은 역할 (더 많은 공간 활용을 위해 노치가 존재)

 

수율을 높이기 위해선 웨이퍼의 크기가 커야 하고 다이사이즈도 작아야 한다.