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Part 3. 실무 실습 사례 2 Hydrogen Passivation을 활용한 Cell Current 개선 본문
0. 서론
이전 파트에서 Transistor Side Wall Oxide 최적화 평가를 진행했었다.
무사히 통과되었다고 한다.
그러나, 또 다른 과제를 받았다.
느려터진 NAND 소자의 성능을 개선시키라고 한다.
이번엔 현상 파악 후 idea 공유까지만 하겠다.
1. NAND Flash의 Cell Current 개선
| 1 | 문제 파악 및 idea 공유 | 현상을 파악하고, 근거 기반 이론 설명, 목표 설정 | 비싸거나, 느리거나, 고장나거나의 문제로 개선 필요성 느낌. |
| 2 | 관련 Data 확보 | 장비를 이용, 현상&물성 파악, 데이터 가공&비교 | 근거를 찾아야 함. 데이터 분석 역량은 아주 중요. |
| 3 | 실험 계획 | 데이터 해석 기반 평가 진행, SPLIT Table 작성 | 효율적 자원 사용이 되어야 함. (UHP), 구체적인 계획 필1요. |
| 4 | Lot Assign 후 평가 | 평가 의뢰서 작성 후 emeil 보내 Lot Assgin 요청. 단, 목적&근거 등을 꼭 명시. | 상부에서 정하지 말단이 정하나? (소통 역량의 중요성) |
| 5 | 허가 시 Base Change, 거절 시 다시 처음 단계 |
결과 점검 후 양산 공정에 반영 | 수율 개선, 생산성 향상 하려고 여기까지 왔다. |
가. 이슈 파악 및 문제 정의 (Issue Identification)
NAND Flash는 DRAM에 비해 저장용량이 크지만, 속도가 아주 느리다.
속도를 개선하려면 어떻게 해야할까?
Cell Current를 증가시키면 된다.
2. 평가 물성 분석 (TEM, CD, Etch rate...)
나. 현상 파악
우리 연구진들은 다른 엔지니어가 진행한 연구를 통해 계면 포획 전하(Interface trapped charge) 때문에 Current의 저항이 발생함을 확인했다.
이 전하들은 Si 기판에서의 Grain boundary로 인한 Dangling bond로 인한 Trap site(불완전 결합)로 인한 Current의 저항 발생이다.
쉽게 요약하면 단결정에서 다결정화가 되어 이상이 생겼다는 의미이다.
공정 순서를 되돌아보니 Implant 공정에서 이러한 문제가 발생한 것으로 확인되었다.
ion을 가속시켜 높은 운동에너지를 가진 상태로 Si 기판 깊숙이 주입하는데 문제가 없을 리가.
다결정화된 Si 기판 원자들은 전기적으로 불활성 상태가 된다.
즉, 전류가 이동하지 못한다.
따라서 Si 기판의 전기적 특성이 낮아진다.
그럼 어떻게 해결할까?
다. Idea 공유
아래의 "파트 2) 2. 평가 물성 분석 (TEM, CD, Etch rate...)"에서 다룬 내용을 참고하자.
Part 2. 실무 실습 사례 1 Transistor Side Wall Oxide 최적화 평가
0. 서론 이번 포스팅은 장비 전환 + 공정 개선 중심으로 다뤄진다.목차는 다음과 같다.A사(47억) → B사(25억) 장비 대체 평가 시나리오Side Wall Oxide의 역할과 물성 분석 (TEM, CD, Etch rate)Wet vs Dry Etch 비
milronmusk.tistory.com
글쓴이는 Annealing을 다음과 같이 설명했다.
"어닐링은 막질을 단단하게, 불필요한 가스를 빼내며(Outgassing) 불안정한 결합을 피복(Passivation)하고 Implant로 인한 격자손상을 안정화하는 동시 이온을 활성화(Ion Activation)시키는 목적도 가진다. 아주 대단한 친구다."
즉, 우리는 일반적으로 사용되는 해결법인 H2 Annealing을 이용하면 된다.
이 과정을 통해 녹는점 이하의 고온 환경에 노출된 Si 기판은 결합 배열이 단결정으로 재배열될 것이다.
당연히 모든 배열이 복구되는 것은 아니다.
중간중간 펑크 난 부분은 H2 가스가 Dangling bond부분을 Passivation 해줄 것이다.
이로써 두 번째 과제도 완수해 냈다.
보니까 실제 이 원인 규명과 해결채 도출, 스플릿 평가표 작성 후 이메일..
더 나아가 연세대 BIT 교육 덕에 어닐링, H2 가스양 등의 변수들을 가지고 최적값 수행도 진행할 수 있을 것 같습니다.
긴 글 읽어 주셔서 감사합니다.
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