반도체 공정에 사용되는 재료를 아는 대로 말하세요.

① 규소(silicon)

규소는 화학 원소로 기호는 Si(←라틴어: Silicium), 원자 번호는 14이다. 4가 준금속으로 탄소보다는 반응성이 떨어진다. 지구의 지각에서 산소 다음으로 많은 원소로 전체 질량의 25.7%를 차지한다. 점토나 모래, 석영, 장석, 화강암 등의 형태로 산출되며, 주로 이산화규소나 규산염 상태를 하고 있다. 대부분의 반도체의 주성분이며, 이산화규소나 규산염의 형태로 유리, 세라믹, 시멘트 등의 주성분을 이루고 있다. 실리콘의 주성분이기도 하다.

② 그래핀(graphene)

그래핀은 탄소의 동소체 중 하나이다. 탄소 원자들이 각각 sp2 결합으로 연결된 원자 하나 두께의 2차원 구조로, 벤젠 형태의 탄소 고리가 벌집 형태의 결정 구조를 이룬다. 흑연의 구조는 그래핀이 겹겹이 쌓여있는 구조로 생각할 수 있다.

2010년 안드레 가임(Andre Geim)교수와 콘스탄틴 노보셀로프교수가 "2차원 물질 그래핀에 대한 창시적 실험"으로 노벨 물리학상을 수상했다. 위에 흑연심을 이용하여 그래핀막을 형성하던 콜롬비아대학의 김필립교수는 조금 늦게 그래핀을 얻는데 성공하게 되어 아쉽게도 노벨물리학상 수상에서 제외되었다. 그렇지만 2005년 가임 팀과 함께 그래핀의 물성과 전자적 특성을 연구하여 현대물리학의 큰 과제였던 양자홀효과를 실증해 보이는데 큰 공로를 세웠다.

③ 산화 인듐(In2O3)

산화 인듐은 화합물로 인듐의 양향성 산화물이다. 그것은 큐빅 결정을 형성한다. 인듐 산화물은 전지, 박막, 핫미러(가시 광성은 투과하는 적외선 반사경), 광학 코팅 등에 사용된다. 이산화 주석과 함께 산화 인듐은 인듐 틴 옥사이드를 형성하는데 주석 도핑된 인듐 산화물(또는 ITO)이라 불린다. 그것은 투명 전도 코팅에 사용되는 물질이다. 반도체에서 산화 인듐은 n형 반도체로 집적회로의 저항으로 사용된다. 박막은 반응성 스퍼터방법으로 제조된다.

⑤ 질화붕소

질소(N)와 붕소(B)의 1:1몰비의 화합물로써 화학식은 BN 이다. 압력과 온도에 따라 3가지 결정구조를 지니는데, (육방정 결정구조, 큐빅형 결정구조, 울짜이츠 결정구조) 일반적으로 말하는 질화붕소는 육방정 결정구조를 지닌 질화붕소를 뜻한다.

열전도율이 높고, 화학적인 안정성이 뛰어나며, 열충격에 강하다는 특징을 가지고 있으며 고온의 전기로에 암모니아나 요소 등의 분위기를 만들고 삼산화이붕소(B2O3)를 투입하여 대류 시킨다. 이로써 질소와 붕소의 반응을 유도하는 방식과, 특정 용기에 삼산화이붕소(B2O3)분말과 환원제로 쓰이는 분말을 혼합하여 넣고 질소가스를 주입하여 내부에서 점화시켜서 반응을 유도하는 방식이 있다.