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VLSI Korea

SEMICONDUCTOR PRINCIPLES

트랜지스터와 배선

칩은 반복을 통해 만들어집니다. 각각의 변화가 쌓여 입체적인 연결망을 완성합니다.

제어할 수 있는 통로를 만들다.

증착으로 막을 더하고 패터닝과 식각으로 필요한 부분의 형태를 만듭니다. 도핑으로 전기적 성질을 바꿀 수 있습니다. 이렇게 여러 단계를 거쳐 전류를 제어하는 트랜지스터 구조를 만듭니다.

분리하고, 연결하고, 평탄하게.

절연체는 도체를 분리하고 컨택과 비아는 필요한 부분을 연결합니다. CMP 같은 평탄화 공정은 다음 공정을 위해 표면을 고르게 합니다. 노광이나 식각을 다른 이름으로 부르는 것이 아닙니다.

그 위에 연결망을 쌓다.

금속 배선과 수직 비아가 소자들을 셀과 더 큰 블록으로 연결해 하나의 다이를 이룹니다. 패턴이 형성된 웨이퍼에는 여러 다이가 자리합니다. 연결 관계를 볼 수 있도록 단순화한 트랜지스터 위의 배선 층을 과장된 크기로 펼쳤습니다.

평면 트랜지스터는 원리를 설명하는 예시이며 모든 현대 소자를 대표하지 않습니다. 실제 순서는 구조·층·공정마다 다릅니다. 이 설명은 공정의 종류를 소개하며 제조 레시피를 제공하지 않습니다.

기술적 맥락

칩은 제어된 변환 공정을 반복해 만들어집니다. 박막을 쌓고, 레지스트에 패턴을 만들고, 선택한 재료를 식각하며, 이온 주입으로 실리콘의 전기적 성질을 바꾸기도 합니다. 층이 쌓일수록 아래의 트랜지스터와 위의 금속 연결선은 3차원 네트워크가 됩니다. 전시는 이 반복을 보여 주되 실제 공정의 단순화임을 밝혀야 합니다.

  • One manufacturing cycle can include deposition, resist coating, lithography, baking/developing, etching, ion implantation and resist removal.
  • Etching transfers a developed resist pattern into underlying material; ion implantation tunes local semiconductor properties.
  • Complete devices and interconnect stacks require repeated layer formation and controlled processing, rather than one exposure or one universal sequence for every structure.

출처

Six Crucial Steps in Semiconductor Manufacturing · ASML

On-chip Interconnect · TSMC