반도체 산업 경쟁력 강화 방안에 관한 연구 : H社 다각화 전략을 중심으로

김용래 연세대학교 정경대학원 2009 국내석사

본 논문의 목적은 메모리 반도체 회사가 사업 다각화를 할 때 어떤 사업 분야로 진출해야 성공을 거둘 수 있는가 하는 것이다. 이 연구를 위해 다각화 전략에 대하여 살펴보고 본 연구가 분석 대상으로 하는 반도체 산업에 대하여 파악한다. 또한 반도체 특유의 시장 상황을 메모리 반도체와 비메모리 반도체로 구별하여 산업의 특성, 핵심 성공 요인 등을 분석해 본다. 앞서서 반도체 분야에서 다각화에 성공한 기업이라고 할 수 있는 인텔과 삼성전자에 대하여 검토해 보고 실제로 다각화 전략을 수립, 실행할 때 도움이 될 수 있는 시사점을 살펴본다. 이어서 다각화 Process 모형에 대하여 알아본다. 이제 분석 대상 기업인 하이닉스반도체의 외적 환경과 내적 자원을 조사하여 다각화에 어떻게 대처해야하는가를 살펴본다. 우선 사업 다각화가 필요한 가를 검토하고 DRAM과 Nand Flash에 한정되어 있는 사업구조를 어떻게 시스템 LSI 분야(SoC : System on a Chip)로 다각화해야 하는가와 비메모리 산업을 몇 개의 응용 분야로 나누어 어떤 분야로 진입해야 하는지를 분석해 본다. 다각화에는 관련다각화와 비관련다각화로 나눌 수 있으며 이러한 분류법에 대하여 많은 선행연구가 있었고 관련다각화가 보다 성공적이라는 주장과 그렇지 않고 비관련다각화가 포트폴리오 구성을 보다 균형 있게 할 수 있다는 주장도 있다. 본 논문은 메모리 반도체의 경우 실리콘 사이클에 영향을 많이 받고 특히 DRAM의 경우 가장 크게 영향을 받는 사실에 기초하여 DRAM과 Nand Flash 메모리를 사업의 두 축으로 하는 하이닉스반도체의 경우 SoC로의 다각화가 반드시 필요하다는 입장이다. 다각화의 사례에서 기술적 리더십을 기반으로 하고 내적 자원을 주로 활용하는 인텔의 경우와 핵심 역량을 외부에서 취득하여 선도기업과의 격차를 줄여나가며 과감한 투자를 통한 대량생산 구축과 공정기술 및 제조기술을 바탕으로 성공한 삼성전자를 다루었다. 인텔의 경우 DRAM 사업의 수익이 극도로 악화되어 MPU 사업으로의 전환을 생각해 낸 것이며 결과적으로 MPU 사업으로의 이행이 성공하여 인텔은 현재 반도체 산업의 업계 1위 기업으로 성장하였다. 삼성전자의 경우 시스템 LSI 사업부문은 메모리 반도체 부문 대비 활성화가 되어 있지 않다고 볼 수 있으며 점차 시스템 LSI 사업부문으로의 다각화에 속도가 붙을 것으로 예상하고 있다. 삼성전자의 경우 메모리 사업이 핵심 사업이므로 어느 순간에 메모리와 시스템 LSI 사업부문간의 자원 배분과 관련하여 고민하게 될 것이며 자원 배분과 관련한 의사결정은 회사의 전략적인 부분에 속한다고 하겠다. 당분간은 사업 다각화 측면에서 시스템 LSI에 대한 투자가 되겠지만 핵심 역량을 가지고 있는 메모리 분야 또한 삼성전자는 강화 하려고 할 것이다. 사업 다각화를 앞두고 있는 하이닉스반도체 입장에서는 환경 분석도 중요하고 자원준거관점에서 핵심 역량은 무엇이고 필요한 자원을 어떻게 조달할지에 대한 많은 노력이 필요할 줄 안다. 환경을 살펴보면 메모리와 비메모리 분야는 성공요인이 다르다는 것을 자각할 필요가 있으며 하이닉스반도체의 인적 자원들이 변화하는 시장 패러다임에 어떻게 적응하는가 하는 것이 중요하다고 하겠다. 아울러 본 연구에서도 제안했지만 어떤 분야로 진출할 지에 대하여 전략적인 분석과 의사결정이 필요하다고 하겠다.

최근 국내의 직업병 논란에 대한 산업보건전문가의 인식도 조사연구

박준성 한성대학교 대학원 2012 국내석사

The purpose of this study was to examine the awareness, perception and opinion of industrial hygienists for recent debate on the occupational diseases in the semiconductor industries. A self-administering written questionnaire was employed for this survey. The questionnaire was distributed to those who attended the 2011 Summer Conference of the Korean Society of Occupational and Environmental Hygiene. Total number of respondents was 159. Male was 110(69%) and Female was 49(31%). Majority(84%) were in industrial hygiene field and some(9.4%) were in environmental area. Occupational nurses and physicians were 1.3% and 1.9% respectively. Most of respondents were well aware of the recent debate on the leukemia cases in the semiconductor manufacturing industry. Thirty one percent of respondents were aware of the debate in detail, and 46% in general. More respondents evaluated reliable for the epidemiology study conducted by the Occupational Safety and Health Research Institute, KOSHA in 2008 and comprehensive study and investigation on the wafer fabrication workplace including Samsung, Hynix, and Amkortechnology Korea in 2009. However, for the result of the investigation conducted by the Environ Consultant which was done by the Samsung's request, the number of respondents who evaluated as non-reliable was larger than that of respondents who evaluated as reliable. On the question for evaluation of credibility for the Ministry of Employment and Labor, Korea Workers Welfare Corporation and KOSHA, most respondents classified into middle class. On the contrary, NGO and academic societies earned high level of credibility. Seventy two percent responded that the leukemia cases were related to workplace environment and their job. Industry (Samsung) was picked as the most responsible organization in this debate by 79% of respondents. 11% picked the Ministry of Employment and Labor. In addition, the industry (Samsung) was pointed as the most important organization to settle down this debate by 51% of respondents. 18% indicated the Ministry of Employment and Labor. Majority(78%) of respondents agreed that the patients should be compensated by the Workers Compensation Insurance. Also, 76% responded that industry had to make compensation for the patients besides the Workers Compensation Insurance. 본 연구에서는 지난 몇 년간 우리나라 사회에서 커다란 논란이 된 바 있는 반도체 제조공장에서의 직업병 논란에 대해 산업위생전문가 및 실무자들을 대상으로 이와 관련된 인식도 및 의견을 조사·분석한 것이다. 조사대상은 2011년 8월 25일에 개최된 한국산업위생학회 하계 학술대회 참석자를 대상으로 실시하였으며, 조사대상자는 설문조사에 응해 준 159명이다. 조사방법은 설문조사지를 배포하여 자기기입식으로 작성하도록 한 후 회수하였다. 조사대상자는 총 159명이었으며, 남자가 110명(69.2%), 여자는 49명(30.8%)이었다. 연령별 분포는 20대가 59명(37.1%), 30대가 56명(35.2%), 40대가 30명(18.9%) 그리고 50대 이상은 14명(8.8%)이었다. 전공별로는 산업위생이 133명(83.6%), 산업간호가 2명(1.3%), 산업의학이 3명(1.9%), 환경이 15명(9.4%), 그리고 기타가 6명(3.8%)이었다. 응답자의 소속은 사업장이 13명(8.2%), 측정기관이 56명(35.2%), 보건관리대행기관이 5명(3.1%), 대학 및 연구소가 36명(22.6%), 검진기관이 7명(4.4%), 공공기관은 28명(17.6%)이었으며 학생이 14명(8.8%)이었다. 조사대상자는 최근 반도체제조 공정의 백혈병 논란에 대한 사실에 대해서는 31%(41명)가 구체적으로 알고 있으며, 45.9%(73명)는 대략적으로 알고 있었다. 반도체 백혈병 논란에 대한 관심도에 대해서는 응답자의 75%이상이 높은 수준의 관심을 보이고 있었다. 2008년 한국산업안전보건공단 산업안전보건연구원에서 실시한 역학조사와 2009년 서울대학교 보건대학원 백도명 교수팀에서 실시한 반도체 공장관련 조사에 대한 신뢰도를 평가한 결과는 높다는 응답이 낮다는 응답보다 많았으나 2011년 삼성에서 미국 인바이런사를 통해 자체적으로 조사한 결과에 대한 신뢰도는 높다는 응답보다 낮다는 응답이 더 많았다. 고용노동부, 근로복지공단, 산업안전보건공단 및 법원 등 정부기관 및 관련단체에 대한 신뢰도는 중간정도였으며, 시민단체나 전문가 및 학술단체에 대한 신뢰도는 높은 편이었다. 응답자의 72%는 반도체 공장의 백혈병이 작업환경 또는 업무에서 기인한 직업병이라고 생각하는 것으로 나타났다. 반도체 공장의 백혈병 논란과 관련하여 가장 책임이 큰 기관이나 단체로는 응답자의 79%가 삼성(사업장)이라고 응답하였고, 11.8%는 고용노동부라고 응답하였다. 응답자의 51%는 반도체의 백혈병 문제에 대한 해결의 열쇠를 쥔 제1순위 기관으로 사업장을 꼽았고, 응답자의 18%는 고용노동부라고 응답하였다. 반도체 백혈병 환자에 대한 산재보상에 대해서는 응답자의 78%가 그래야 한다고 응답하였다. 산재보상보험과 별도로 사업장측에서 보상을 해야 하는가에 대한 설문조사에서도 응답자의 75.5%가 그렇다고 응답하였다.

반도체산업이 한국경제에 미친 영향에 관한 연구

김익상 연세대학교 경제대학원 2002 국내석사

한국의 반도체산업은 경제에 큰 영향력을 미치고 있다. 2001년 수출입통계에 따르면, 반도체의 수출액은 142억5900만 달러로 전체 수출액의 9.5%p를 기록하여 단일품목으로는 가장 많은 수출 비중을 차지하고 있다. 2001년도 반도체의 수출비중이 한 자리수를 달성하였으나, PC수요의 부진으로 DRAM 가격이 급락하는 등 메모리 산업의 침체 기간임을 감안하면 결코 낮은 비중은 아니다.그러나, 지속적인 반도체 불황은 한국 경제성장에 저해요소로 작용하는데, 최근 DRAM 생산 감소폭은 1996년 당시보다 훨씬 크게 나타나고 있고 이로 인해 국내 수출부진이 심화되고 있으며, 산업활동도 위축되고 있다. 반도체 업종의 채산성 악화로 관련 업종의 주가는 하락하고 있고, 증시의 동반 침체 요인이 되고 있다. 동시에 국내 경제 침체에 대한 우려를 증폭시켜 전체 주가에 악영향을 주고 있다. 주가 하락은 금융시장 불안으로 연결되고 경제심리 불안을 가중시킨다. 주식시장의 침체로 인해 외환시장과 자금시장의 불안이 심화되어 기업들의 주식시장을 통한 자금조달 환경이 악화되면서 투자도 위축된다. 지속적인 반도체 경기의 하락이 계속된다면 시설투자의 규모가 축소되고 부가가치 및 고용이 그 만큼 줄어들게 되며, 사회적 경제적 불확실성이 커지게 된다. 따라서, 삼성전자를 비롯한 반도체 업체에 대한 끊임없는 지원과 함께 메모리에 편중되어 있는 산업구조를 개선하고, 장비 및 재료 산업의 발전 그리고 인력 및 기술 인프라를 지속적으로 장려 육성해야 한국 경제도 안정적인 발전을 할 수 있을 것이다. In 2001, Korean economy went down for depression due mainly to the sluggish demand for personal computers and sharp fall in DRAM price. As such, Korean semiconductor industry exercises large influence on domestic economic cycle as well as earnings of related manufactures. According to NSO(Korean National Statistical Office), semiconductor export amounted to USD 14.259 bn. in 2001, consisting of 9.5%p of total Korean export, the largest among manufacturing items, even though the figure has been declined from mid-10% in 1994. Thus, domestic economy growth tends to be contracted during the depression in semiconductor industry. Recently, the size of annual decline in semiconductor production has been enlarged compared to that of 1996’ s, causing a sluggish export and manufacturing activities. In addition, it lowers profitability within the industry, which also is blamed for downfall in semiconductor stock price and bearish Korean stock market. Downfall in stock price also leads to unstable financial market, decreasing consumer confidence. At the same time, it adds instability to foreign exchange market and primary and secondary financial industries, mitigating corporate borrowings and investments. If the depression in semiconductor business cycle continues for a longterm period, amount of capital expenditure could decline, causing a further reduction in value-added production and employment. In order to achieve a stable economic growth, thus, it is desirable to reduce semiconductor portion in our economy while providing necessary supports to semiconductor companies. It is also encouraged to promote semiconductor material and equipment industries as well as developing related human resource and technological infrastructure.

반도체 장비기업의 경쟁력 제고방안에 관한 연구

이병주 한양대학교 2014 국내석사

ABSTRACT A study on Strengthening Competitiveness of Local Firms in the Semiconductor Equipment Industry Although Korea hold a key post in the world of manufacturing semiconductor chip industry, most semiconductor equipments are relatively retarded and were imported by the U.S.A, Japan, and The E.U. Most semiconductor equipment firms, which are small and venture business, are caught in vicious circle of poverty due to the lack of qualitative and quantitative growth, because semiconductor equipment business were prospered by a few of big firms. This vicious circle results in the sense of crisis that semiconductor equipment industry might collapse.

친환경 자동차용 전력반도체 소자의 고온 접합 거동 연구

임헌창 인하대학교 대학원 2018 국내석사

친 환경 자동차는 배터리에 충전된 전기에너지를 인버터를 통해 모터를 구동시킴으로서 자동차에 동력을 전달한다. 이러한 모터 구동 제어에 있어 인버터 시스템의 핵심 부품인 전력반도체(Power semiconductor)가 배터리에서 공급되는 전력을 변환 또는 분배하여 모터를 구동시키는데 전력반도체는 동작 시에 높은 열을 발생하게 되며 발생된 열은 인버터 시스템의 전력변환 효율을 감소시키고 결국에는 반도체의 내구성 파괴의 원인이 된다. 그러므로 일반적인 반도체 소자보다 더 높은 고온 환경에서의 구동 신뢰성이 요구된다. 또한 규소(Silicon) 전력반도체소자 대비 에너지 변환효율이 높고 내열 온도가 300°C로 고온 환경 내구성이 우수한 WBG(Wide Band gap) 소자인 탄화규소(Silicon Carbide, 이하 SiC)전력반도체소자는 친 환경 자동차의 전력사용효율 극대화와 더불어 인버터의 체적감소 요구에 적합한 반도체소자로 사용이 확대되고 있다. 전력반도체 제품의 고온 환경 구동 신뢰성 확보를 위해서는 반도체 소자와 패키지 재료간의 고 방열, 고 내열성 접합 소재 확보가 시급하나 현재는 Pb-base 합금 소재를 대체할 재료가 없는 실정이다. Tin(주석)을 기반으로 하는 Lead-free 계열의 합금 재료는 낮은 융점으로 인하여 고온 사용 환경에서 적용이 제한되고 있으며 고 함량 Gold와 Silver 접합재료는 제조 원가의 상승 문제로 인하여 특수한 응용제품의 적용에 국한되고 있다. 본 연구에서는 표준 전력반도체모듈 패키지에 SiC 전력소자를 접합함에 있어 기존에 사용되고 있는 납과 주석을 기반의 합금 접합재료와 소결(Sintering)방식을 적용하는 접합소재를 사용하여 시료를 제작하고 고온 신뢰성 시험 후 각 재료 별 접합계면 거동 및 접합강도(shear strength test) 변화를 비교 관찰하였다. 실험 결과 초기 접합강도에서 Ag paste sintering이 46.17MPa로 가장 높은 결과를 보였으며 Ag film sintering이 33.38MPa로 가장 낮았으나 환경신뢰성(Thermal cycle)결과 Pb계 및 Sn계 합금 솔더와 TLP는 접합력이 지속적으로 하락하였고 Ag Paste 및 Ag film계 소결 접합재는 시험 환경에서 이종 금속 간 접합력이 계속 상승하였다. 접합계면의 분석 결과 Ag계 소결재료는 시험환경에서의 열 에너지가 추가됨에 따라 Ag입자간의 결합이 계속되었음을 확인할 수 있었다. Recently, studies on hybrid electric vehicles and electric vehicles, which are environmentally friendly automobiles, have been actively conducted. Eco-friendly automobiles are the main function of motor drive using electric energy. Power semiconductors, which are a key component in motor control through inverters, are semiconductors that convert, distribute and manage power supplied from outside. Semiconductors convert DC current from battery to AC current to drive the motor connected to the inverter. When driving, much heat is generated, and the heat generated at this time must be effectively transmitted outside the power semiconductor. Since the heat generated from the semiconductor causes the performance of the power semiconductor itself to be reduced and shortens the life span, the high temperature drive Reliability is required. In particular, the SiC power supply, which is a next-generation semiconductor device with a high operating temperature range and a wide band gap (WBG) of energy compared to a silicon-based Si device, is the most suitable device for minimizing the volume of the inverter, Also, the module packaging bonding material used therefor is also required to have high reliability at high temperatures. Currently, most of the bonding materials for power semiconductor devices are High Contents Pb (PbSnAg) series and lead-free series ternary CuSnAg. In recent years, high temperature environment driving reliability, which is not realized by conventional bonding materials, Ag sintering and Transient Liquid Phase Sintering (TLPs) Bonding technology has been actively developed as a material demand. Based on the properties of each bonding material, the interfacial reaction and the interfacial intermetallic compound change and growth behavior in the bonding process and the high temperature reliability environment were observed, and the change in mechanical reliability was observed by measuring the shear strength. As a result, Ag paste sintering was the highest at 46.17MPa and Ag film sintering was the lowest at 33.38MPa. However, as a result of environmental cycle, Pb and Sn alloy solder and TLP showed decrease bonding force And Ag Paste and Ag film sintered joints continued to increase in intermetallic bonding strength in the test environment. As a result of analysis of bonding interface, it was confirmed that bonding of Ag particles continued as the thermal energy in the test environment was added to the Ag system sintered material.

자기조립단분자막(SAM)이 산화물 반도체에 미치는 효과

조승환 서울대학교 대학원 2012 국내석사

The oxide semiconductor TFTs have attracted considerable attention for large size displays, because the oxide semiconductors, such as IGZO and ZTO, exhibit high carrier mobility, even in an amorphous state and have good uniformity. However, the oxide semiconductor TFTs are very sensitive to environments such as moisture and oxygen. It has been reported that the gaseous molecules are strongly associated with characteristics of oxide transistors. The oxide semiconductor should be passivated with a dense passivation material, such as SiOX to block these molecules. SiOX deposited by plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) is widely used in passivation materials of oxide semiconductors. In addition, solution-based passivation materials are under development for the printing process. However, TFT characteristics can be altered due to plasma damage and chemically induced damage caused by the passivation mentioned above. The oxide semiconductor is exposed to various plasma, including hydrogen, nitrogen, and oxygen radicals, during SiOX passivation by PECVD. It is well known that plasma can degrade TFT characteristics due to ion bombardment. The IGZO film becomes highly conductive by the reduction of oxygen due to the incorporation of hydrogen into the oxide semiconductor. In addition, when the oxide semiconductor is exposed to organic solvents, the adsorbed solvent molecules with high polarity on the back interface of the oxide semiconductor induce carriers in the back surface of the channel and thus threshold voltage is shifted to the negative direction . In addition to passivation process, the oxide semiconductor is easily degraded by plasma etching gas or wet etchant of metal oxides such as Ti/Cu during source / drain (S/D) patterning process and passivation process. In order to protect the back interface of an oxide semiconductor from wet etchant or plasma damages during source / drain (S/D) patterning process, ES (etch stopper) structure is widely used in patterning of S / D. However, ES process is unfavorable for the cost reduction because it needs additional photolithographic process. And it is difficult to realize short channel TFT due to process margin such as overlap between ES and S/D. Therefore, BCE (Back Channel Etch) type is under developing not to be restricted in the cost and channel design, compared to a-Si:H TFT. However, in BCE type, the back interface of oxide semiconductor without etch barrier is directly exposed to plasma and wet etchant, and thus it is severely degraded during S / D patterning. We investigated the effects of self-assembled monolayer (SAM), as a protection layer of an oxide semiconductor against plasma and chemically induced damages during the deposition of the passivation layer. When TFT is passivated with PECVD SiOX and solution-based materials, plasma and chemically induced damages on the back interface of the oxide semiconductor cannot be avoided. However, the hydrophobic Cl-SAM (3-chloropropyltriethoxysilane) suppressed the degradation of TFT characteristics, such as mobility and SS, due to damaged bonds and defect creation by ion bombardment during plasma treatment. The hydrophobic CH3-SAM (octyltriethoxysilane) blocked the adsorption of PMMA solvent and thus suppressed chemically induced damage caused by solution-based passivation. Also we investigated the effect of SAM as a protection layer of the back interface of an oxide semiconductor to reduce plasma and wet etchant damages during source / drain patterning process in BCE type. When S/D metal is patterned by plasma or wet etchant without an etch stopper, the oxide semiconductor is directly exposed to plasma and wet etchant and thus the TFT characteristic such as mobility is severely degraded. In order to suppress such damage, we proposed SAM as a protection layer of an oxide semiconductor on the behalf of PECVD SiOx widely used in the etch stopper materials. In the SAM treated oxide TFT, the degradation in mobility and SS due to ion bombardment during plasma treatment is much less than in the virgin TFT. Also the hydrophobic SAM shows the possibility which it can protect the semiconductor from harch chemicals including wet etchant. In addition, there is no additional photolithographic process for SAM deposition and patterning. Therefore, we expect that the permanently bonded SAM with the oxide semiconductor can be a promising protection layer to suppress the plasma and wet etchant damages to the oxide semiconductor during S/D patterning process in the type of BCE 현재 능동매트릭스 액정표시장치 (AMLCD)의 backplane의 재료로서 아몰포스 실리콘을 이용한 박막트랜지스터를 대부분 적용하고 있다. 그러나 새롭게 열리고 있는 디스플레이 시장에서는 고해상도 대면적 디스플레이, 3차원 디스플레이(3D), 유기발광다이오드 (AMOLED)와 같은 표시장치를 구동하기 위해서는 낮은 이동도를 가지고 있는 아몰포스 실리콘으로는 한계점을 가지고 있다. 높은 이동도를 구현하기 위해서 폴리실리콘을 이용한 유기발광다이오드(AMOLED)의 backplane으로 사용되기도 하지만 균일한 박막으로 대면적을 형성하기 어렵다는 단점을 가지고 있다. 최근 이러한 문제점을 보안하기 위한 새로운 재료로서 산화물 반도체를 이용한 박막트랜지스터가 많은 관심을 받고 있다. ZnO를 기반으로 하는 산화물 반도체는 비정질상태이면서 높은 이동도를 가지고 있기 때문에 균일한 박막을 요하는 대면적 디스플레이의 구동소자로서 충분한 자격을 가지고 있다. 또한 상온에서 증착이 가능하고 3.1 eV이상의 밴드갭을 가지고 있어 휘어지는 투명한 디스플레이 (transparent flexible display) 산업에 적용하기 위한 많은 연구도 이루어 지고 있다. 그러나 산화물 반도체는 수분, 산소, 유기용매와 같은 외부환경에 매우 민감한 반응을 보인다. 따라서 외부환경에 대한 특성 변화를 최소화하기 위해서 치밀한 패시베이션을 해야 하는데 현재 플라즈마화학증착기를 이용한 실리콘 옥사이드(SiOx)등이 널리 사용되고 있다. 또한 비진공방식의 패시베이션도 많은 연구가 진행되고 있어서 용액공정 과정 중에 발생할 수 있는 백인터페이스에 변화도 주의 깊게 살펴볼 필요가 있다. 본 논문에서는 이러한 산화물 반도체의 백인터페이스에 미치는 여러 가지 요인들에 대해서 조사하였고 자기조립단분자막을 이용하여 열화요인들을 완화 또는 제거시키기 위해서 다양한 실험을 진행하였다. 먼저 산화물 반도체 박막 트랜지스터 제작 과정 중에 소스드레인 패터닝 공정에서 산화물 반도체 백인터페이스에 발생할 수 있는 물리적, 화학적 데미지에 대해서 알아보고 이를 완화 또는 제거시키기 위해서 자기조립단분자막을 적용하였다. 소스/드레인 패터닝 방식은 두 가지로 나눌 수 있는데 백채널에치와 에치스탑퍼이다. 백채널 에치 방식은 산화물 반도체 위에 증착된 소스드레인을 습식 또는 건식방법으로 식각하는 방법으로서 대부분 플라즈마 방법을 많이 사용한다. 이와 같은 백채널 에치 방식에서 플라즈마 또는 에천트에 의해서 산화물 반도체가 열화되는데 이를 방지하기 위해서 자기조립단분자막이 적용되었고 효율적으로 플라즈마 및 에천트로 인한 데미지를 막아주었다. 백채널 에치 방식에서의 여러 가지 데미지를 완화시키기 위한 방법으로 에치스탑퍼 방식이 제안되었는데 이 방법에서도 플라즈마 데미지에 노출된다. 자리조립단분자막이 이러한 ion bombardment와 같은 플라즈마 데미지를 효율적으로 완화시켜 소자의 신뢰성을 높여 주었다. 자기조립단분자막은 산화물 반도체의 백인터페이스를 보호함으로써 에치스탑퍼 역할을 할 수 있을 것으로 기대되며 또한 추가적인 포토리소그라피 공정이 요구되지 않기 때문에 생산원가절감차원에서도 산화물 반도체의 백인터페이스를 보호하기 위한 방법 중에 하나이다. 또한 패시베이션 공정 중에도 산화물 반도체의 백인터페이스는 물리적, 화학적 데미지에 노출되어 소자의 특성이 열화되는데 이를 해결하기 위해서 자기조립단분자막의 역할에 대해서 조사하였다. 현재 비진공방식의 패시베이션막은 플라즈마화학증착기 (PECVD)를 이용한 실리콘옥사이드가 널리 사용되고 있다. 이 경우에도 플라즈마로 인해서 산화물 반도체의 백인터페이스에 데미지를 입히는 원인이 된다. 자기조립단분자막을 처리한 소자에서 이동도와 문턱전압이하에서의 기울기의 값에서 열화 정도가 작았는데 자기조립단분자막이 플라즈마 노출시에 발생하는 Ion bombardment의 영향을 완화시켜준 결과이다. 또한 자기조립단분자막은 용액공정에서 발생할 수 있는 유기용매의 산화물 반도체 표면으로의 흡착을 방지하여 Von의 변화를 최소화하였다. 이처럼 자기조립단분자막은 산화물 반도체 박막트랜지스터 과정중에 발생할 수 있는 플라즈마, 에천트, 유기용매와 같은 여러가지 물리적, 화학적 데미지를 완화시켜줌으로써 산화물 반도체의 백인터페이스를 보호하는 역할을 하고 나아가 소자의 신뢰성을 확보하는 데 많은 역할을 하였다. 더욱이 산화물 보호막으로서 에치스탑퍼와는 달리 추가적인 포토리소그라피 공정을 거치지 않기 때문에 생산원가 절감 면에서 산화물 반도체의 백인터페이스의 보호막으로 기대되는 후보이다.

반도체 수율 예측을 통한 반도체 품질검사 장비의 포고핀 불량 탐지에 관한 연구

강윤성 성균관대학교 일반대학원 2011 국내석사

본 논문에서는 반도체 수율을 예측하여 품질검사기의 포고 핀 이상을 여부를 판단하는 방법을 제안한다. 시장에 출고되는 모든 반도체들은 검사기를 통해서 품질의 이상 여부를 확인하는데, 이때 검사기의 포고 핀에 문제가 있어 반도체 핀과의 접촉 저항이 변할 경우 양품인 반도체가 불량으로 판정될 수 있다. 이처럼 정상인 반도체를 불량으로 판정하는 것을 가성 불량이라고 한다. 가성 불량이 발생하면 정상인 반도체가 불량으로 판정되어 반도체 수율이 일정 수준 이하로 떨어지게 된다. 따라서 반도체 수율을 관리하기 위해서는 포고 핀 이상을 사전에 진단하고 정비하여 가성 불량이 발생하지 않도록 할 필요성이 있다. 이를 위해서 본 논문에서는 포고 핀의 접촉 저항 변화와 반도체 수율 간의 상관관계를 확인하고 이를 이용하여 접촉 저항 변화에 따른 수율을 예측하는 회귀모형에 대하여 제안한다. 특히, 반도체 공정을 모니터링하고 관리하는 시스템에서 요구되는 빠른 응답과 실시간성을 충족하기 위해서 최상의 속도로 회귀모형을 만드는 방법을 찾고, 이렇게 만들어진 회귀모형으로 반도체 수율을 예측하여 수율이 일정 수준 이하 일 경우 검사기 포고 핀에 이상이 있는 것으로 판단하고 그 사실을 알리는 방법을 제안한다. This paper proposes an approach for bad pogo pins detection of test equipments by predicting yields of semiconductor chips. All semiconductors are tested so that faulty semiconductors are not released into markets. In test equipments, the test signal is transmitted into chips by contact of pogo pins and semiconductor pins. If the contact resistance between pogo pins and semiconductor pins changes due to some problems of pogo pins of test equipments, normal semiconductors can be judged faulty. Since semiconductors which are determined faulty need to be reworked or scraped, the yield is necessarily declined. Therefore, the problems of pogo pins should be detected and repaired before the yield declination. To resolve these problems, this paper proposes an approach to detect faulty pogo pins in semiconductor test by predicting yields using linear regression analysis. In particular, since semiconductor management systems require the fast response and real-time data processing, this paper suggests an approach which can fast generate a regression model and detect pogo pin problems by the prediction yield of the regression model.

반도체 공장의 화재방호 성능평가 모델 연구

주영훈 서울市立大學校 都市科學大學院 2010 국내석사

반도체 제조 과정은 다양한 인화성, 독성 케미컬과 가스를 사용하며 이로 인한 화재, 폭발 위험이 있으며 화재시 열과 연기에 취약한 반도체 장비 및 제품의 특성상 작은 화재규모에도 피해규모는 엄청나게 커질 수 있다. 또한, 고가의 첨단 장비가 사용되며 청정 환경을 유지하기 위해 클린룸(Cleanroom)이라는 폐쇄된 공간 내부에 시설이 집적되는 구조이며, 최근에는 이러한 클린룸을 공간효율 차원에서 수개 층까지 고층화하고 있어 단위 면적당 화재 리스크의 집적도는 점점 가중되고 있는 상황이다. 이러한 고가의 자산을 화재로부터 방호하기 위하여서는 속동형 스프링클러, 초고감도 화재감지기 등의 소방시설 뿐만 아니라 공정중 위험 요소를 미리 파악하여 적절한 화재 예방 및 손실경감 조치를 취해야 한다. 실제로 국내 대형 반도체 제조공장의 매년 소방시설 투자규모는 수백억원 규모에 달하고 있으며 반도체 공장은 최신 소방 제품들의 시연장이라고 해도 좋을 만큼 최신 방재기술이 적용된 제품들이 먼저 사용되고 있는 경연장이라고 할 수 있다. 사업장 경영자의 입장에서는 대규모로 투자되는 방재시설 투자가 적절하게 배분되어 사용되고 있는지 이로 인한 개선효과는 어느 정도인지 의구심을 갖고 있으며 방재업무를 담당하는 책임자의 경우도 방재시설 투자의 효과를 수치적으로 나타낼 수 있는 기법을 필요로 하고 있다. 본 연구에서는 반도체 공장의 고유한 위험요소가 적절히 반영될 수 있는 화재방호 성능 정량적 평가모델을 개발하고자 하였다. 우선적으로 과거 대형 화재사고의 교훈과 해외 방재기준에서 중요하게 다루고 있는 위험요소들을 발굴하였으며 실제 반도체 제조현장에서 목격하게 되는 위험요소들을 찾아내었다. 또한, 해외 재보험사의 반도체 공장 위험평가 기법과 반도체 전문가들의 의견을 반영하여 평가 분야 및 평가항목을 선정하였으며 구체적이고 명확한 평가기준을 도출하려 노력하였다. 본 연구에서 제시하는 화재방호 성능 평가모델은 반도체 제조 Fab 및 기본적인 화재 위험성이 거의 유사한 LCD 패널 제조 공장에 적용이 가능하다. 화재방호성능은 점수로 표현되며 최종 화재방호성능 점수는 최상을 100점으로 하였으며 이는 관리체계, 건축물, 공정 및 지원시설, 소방시설 및 기업휴지위험의 5분야에 대한 평가점수의 총합으로 이루어진다. 반도체 산업계에서는 지난 수십년 동안 대형 반도체 사고사례가 발생할 때마다 다른 산업과는 구별되는 반도체 제조업종에 고유한 화재 위험요인들을 배워왔으며 그러한 사항들을 NFPA318 이나 FM Global Property Loss Prevention Data Sheet 7-7 등의 반도체 산업 방재기준에 반영되어 왔다. 이러한 항목중 매우 중요하며 반드시 충족해야할 9개 항목들은 절대인자(K.O-factor)로 선정하여 절대인자가 일정기준에 미달할 경우 다른 요소들의 평가점수가 우수해도 전체 점수는 항상 미흡한 것으로 평가되도록 하였다. 5장에서는 실제 평가 사례 및 분석을 통해 평가모델의 적용방법 및 의미를 분석하였다. 본 연구에서는 과거 실제 사건과 이론적 방재기술에 근거하여 산업현장에서 실무적으로도 적용이 가능한 이론적 근거를 마련했다는데 의의를 두고 싶다. 본 평가모델을 적절히 활용할 경우 반도체 공장에서는 최소의 비용투자로 최대의 방재 개선효과를 볼 수 있으며 그러한 개선 정도를 정량적으로 나타낼 수 있다. 핵심어 : 반도체 고유위험, 정량적 화재방호 성능, 평가항목, 평가기준, 절대인자(K.O-factor),

반도체 전문 유통기업의 e-Transformation 전략 : S사 사례를 중심으로

성재생 한국산업기술대학교 지식기반기술·에너지대학원 2006 국내석사

반도체 산업에 대한 전체적인 시장의 형성 개념을 이해하고, 이러한 이해의 틀 속에서 공급업체와 수요업체의 비즈니스 가치사슬 사이에 존재하면서, 반도체 산업의 Supply Chain 상에서 매우 중요한 위치를 형성하고 있는 반도체 전문 유통기업들의 e-Transformation 체제로의 전환을 돕기 위한 목적으로 본 연구는 추진되었다. 국내의 반도체 산업에서 반도체 전문 유통기업은 공급업체나 수요업체에 비해서는 상대적으로 큰 규모를 갖추고 있지는 않다. 하지만 글로벌 시장을 고려해 볼 때, 반도체 전문 유통기업의 현재 역할과 비즈니스 규모 측면에서 아직도 많은 성장의 기회가 존재하고 있음을 알 수 있다. 또한, 국외의 사례 연구에서 이러한 전문 유통기업들의 규모나 경영부문의 개선과 혁신에 있어서 참조할 만한 발전 모델은, 다름 아닌 지속적이고 선도적으로 e-Transformation으로의 체질 개선을 추구한 것이라는 점을 발견할 수 있다. 이러한 사례로부터 반도체 유통 산업의 환경에 적합한 e-Transformation 전략을 수립해보았다. 이들 전문 유통기업의 발전 전략은 공급자 위주로 편성되어 있는 반도체시장을 좀 더 반도체 전문 유통기업으로 무게 중심을 옮기게 하여, 전문적인 마케팅을 통한 시장 주도권을 가지게 하기 위한 것이다. 이는 곧 'Market-driven Company'로의 변화에 대응할 수 있는 전략으로 대변되는, 'Market-driven Company'로의 변화라는 것은 결국 다양한 수요에 대하여 그 수요를 예측하고, 새로운 수요를 창출해내기 위한 서비스 차별화를 e-비즈니스 솔루션을 활용하여 실현하는 방법을 도출하는 것이다. 본 연구에서 특히 강조하고자 하였던 것은, 고객에 대한 서비스 차별화를 어떻게 제공할 것인가에 대한 의문을 풀기 위해 반도체 산업 및 유통 채널에 대한 전반적인 연구 조사와 실질적인 검증 과정을 거쳐서 반도체 전문 유통기업의 e-Transformation 전략에 반영한 점이다. 결국, 전문 지식과 기술이 필요한 반도체 전문 유통기업에서의 비즈니스는 영업사원 개개인의 역량에 의존적인 경우가 많이 있으나, 기업이 내ㆍ외부 e-비즈니스 환경 조성을 전제로 더욱 더 효과적으로 고객 서비스 향상에 기여할 수 있다는 사실을 다시 한 번 입증하고 있다. 지금까지 수많은 업체들이 대규모 IT 투자에도 불구하고 진정한 성공 사례를 많이 만들지 못하는 것은 기업이 어떠한 경영 전략 하에서 어떤 단계를 거쳐 최종 목표 단계에 이를 것인가에 대한 종합적이며 전략적인 추진 Road Map의 부재에서 그 원인을 찾을 수 있다. 이와 같은 기존 사례 연구로부터 본 연구에서는 'Market-driven Company'라는 목표에 도달할 수 있는 실현 가능한 전략 제시와 더불어 기업의 현재 환경과 상황에 맞는 단계별 추진을 통해 IT 혁신, 조직 및 프로세스 혁신, 그리고 사업구조 혁신을 효과적으로 추진할 수 있는 전략과제들을 제시함으로써, 본 연구 결과가 반도체 전문 유통기업들에게 성공적으로 e-Transformation 추진을 가능케하고 이를 통해 기업의 지속적인 발전에 도움이 되고자 하였다. This study was summarized on purpose to support e-Business of specialized marketing firms that understand the concept of overall market formation, existing with these understanding between suppliers and demanders and form an important position in semiconductor market by doing specialized marketing. In domestic semiconductor industry, specialized marketing firms didn't have large scales as compared with supplying firms or demanding firms. However, when we study global market, we noticed that current scale of specialized marketing firms is not fully grown. Also, referable development model, founded in oversea's case study, in terms of scale, improvement and development of management of specialized marketing firms is discovered as preceeding continuous pursuing to change their business into e-business. From these case studies, we summarized how to establish and accomplish the development strategy. Established development strategy is 'Market-driven Company' which make possible to get an initiative by moving the focus of semiconductor market, organized mainly for suppliers, to more specialized marketing firms. This 'Market-driven Company' strategy set up some methods to make differentiate the service for demanding firms to forecast the demands based on various factors in e-Business environment. Particular emphasis in this study is that e-Business direction of specialized marketing company is offering a differentiated e-Business service, however, important thing is that this service offering is created on the assumption of internal e-Business environment formation. In spite of many firms' large investment in IT, true successful case is rare. We can find the under lying cause from lack of road map which is that a firm needs to reach the goal for total e-Business, that is, what kind of strategy they need on every levels of progress and for final goals. From this case study, we'd like to support specialized marketing firms to get successful improvement through e-Business by offering them the final goal strategy, "Marketing Driven Company" and discriminating level conducting IT innovation, organization & process innovation, and re-structuring of business portfolio according to firm's scale and the level of e-Business performance.

韓國 半導體産業의 需要豫測에 關한 硏究

김수익 漢陽大學校 經營大學院 1983 국내석사