반도체 ) Dram 주요 Process Module - 1

ISO / GATE

ISO(Isolation)

Data를 저장하는 Cell Tr.과 주변 회로인 Peri[hery Tr.(Peri Tr.)들은 각각의 Tr.이 분리되어 서로 영향을 받지 않아야 한다. Tr.을 물리적, 전기적으로 분리해주기 위해 STI(Shallow Junction Isolation)Process를 사용한다. STI는 Tr.이 형성될 Si과 Si 사이를 Trench Etching으로 분리시키고 절연 물질을 Deposition하여 진행한다.

이렇게 형성된 Si 영역을 ISO라 명명하고, 절연 물질이 Gap Fill된 영억을 Fox Field Oxide라 명명 할 때, Ceill Tr.에 형성된 ISO 깊이와 CD는 Tr.의 Read, Write, Refresh 등의 동작에 직접적인 영향을 주기 때문에 Key Parameter로 꼽힌다. Peri Tr.은 많은 종류의 Tr.들이 존재하는 만큼 ISO 모양 및 크기가 다양하다.

 

GATE

Cell 및 Peri Tr.의 Switching 역할을 하는 Gate 구조를 형성하는 Process이다.

Cell Tr.의 경우 Tech Shrink(Tr. 및 Chip 면적 Scale Down)에 따른 누설전류(Leakage Current)증가 방지 및 특성 개선을 위해 Planar Gate에서 Recess Gate. Fin-FET, Buried Gate 등의 모습으로 변화하였다.

Peri Tr.의 경우 Planar Gate를 많이 사용하고, Gate Oxide 두께에 따라 Slim(또는 Slim) / Thick Tr.로 나뉜다.

주로 Speed 특성 확보가 중요한 Tr.은 Slim,

Reliability(신뢰성) 특성 확보가 중요한 Tr.은 Thick Gate Oxide를 사용한다.

WL을 Control하는 SWD(Sub Word line Driver), Capacitor에 저장된 Data를 증폭해주는 BLSA(Bit Line Sense Amplifier)등이 있다.

 

IMPLANTATION

주요 Process Module에 공정이 등장한 이유는 현대 Dram Process상 진행되는 Implantation공정의 대부분을 GATE에서 진행하기 때문이다.

Cell 및 Peri Tr.이 각자의 역할을 제대로 수행하기 위해서는 Channel 및 Junction(Source, Drain)이 형성될 영역에 알맞은 Type과 적절한 양의 불순물(Dopant)을 주입하여 최적화도니 Vt(Threshold Voltage)를 갖도록 하는 것이 중요하다.

Impantation Process는 이러한 다양한 요건을 충족시켜 줄 수 있다. Implantation은 분자 또는 원자 이온을 고전압하에서 가속시켜(Target Material의 표면층을 뚫고 들어갈 수 있는 충분한 에너지를 갖게 함)Target Material 내부로 불순물을 주입시키는 Process이다. Dopant의 종류로 Donor와 Accepter가 있으며 주로 Phosphorus, Arsenic, Boron등을 사용한다.

Implantation Process가 끝난 후에는 주입된 불순물들이 Si원자와 결합(Activation, 활성화)할 수 있도록 고온의 열처리 Process를 진행한다.