우리나라 중추 산업의 하나인 반도체 및 전자 재료를 전공하려는 학생들에게, 반도체 및 나노 소재의 공정 전반에 관한 실험을 통하여, 반도체 소재와 소자 제작에 쓰이고 있는 다양한 공정에 관한 지식을 습득하도록 한다. 본 실험 교과목을 통해 해당분야 전공 학생들의 학습 의욕을 고취하고 실제 산업체에서 효과적으로 적응할 수 있는 기초 지식을 체험케 하며, 나아가 관련 분야의 연구 활동에 대한 기본 소양을 습득케 한다.

Laboratory Report

Laboratory Manual
1. "Introduction to semiconductor manufacturing technology" by H. Xiao
2. "Microchip manufacturing" by S. Wolf
3. "Solid state electronic devices", by B.G, Streetman
4. "Electronic Materials Science," by J.W. Mayer and S.S. Lau

본 과목에서는 크게 반도체 구조믈의 제작과 특성 평가로 이루어진다. 첫째 반도체 구조물의 제작은 반도체 기판의 준비로부터 다양한 소재의 박막 증착법, 건식/습식 식각등의 기본적인 반도체 단위 공정 기술에 대한 실험을 관련 내용의 강의를 병행하여 진행한다. 아울러 반도체 나노 구조물 합성과 나노 패터닝 등의 나노 공정 실험 및 scanning probe microscope등을 이용한 나노 물성 분석에 관한 실험을 진행한다. 둘째, 반도체 구조물의 특성 평가는 제작된 반도체 구조물의 전기적 소자의 특성 측정 및 관련 물성 분석에 관한 실험으로 진행한다. 이러한 유기적인 실험 교과 내용을 통해 반도체 공정과 소자 특성 평가의 관련 지식이 체계적으로 습득하게 한다.

Lab 1. Introduction (1 week)
- Overview of the course
Lab 2. Si Wafer preparation (1 week)
- Observation of Si device by microscopy
- Si wafer: wafer cleaning (RCA)
- SiO2 wafer: wet etching and color chart
Lab 3. Vacuum depositions I: Thermal Evaporation of Au thin films (1 week)
Lab 4. Vacuum depositions II: Atomic layer deposition of Al thin films (1 week)
Lab 5. Synthesis of one-dimensional semiconductors: (2 weeks)
- Preparation of Au nano-catalyst
- Growth of single-crystalline Si nanowires by chemical vapor deposition
Lab 6. Materials characterizations of one-dimensional semiconductors (2 weeks) :
- Crystallinity of Si nanowires by X-ray diffraction
- Microstructures of Si nanowires by electron microscopy
+Lab 7. Pattern transfer (2 1/2 weeks)
- Spin coating and baking
- Photolithography and E-beam lithography
- Metal liftoff
Lab 8. Transistor fabrications and electrical characterizations (3 1/2 weeks)
- Current-Voltage characteristics of Si nanowire transistors