[전자재료실험] MOS Capacitor SiO2 산화층 두께가 Capacitor 에 미치는 영향

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레포트 > 공학계열
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[전자재료실험] MOS capacitor 의 C-V, I-V 특성 측정 실험

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소개글

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목차

Ⅰ. 실험 목적

Ⅱ. 시편의 제작
Ⅲ. I-V 그래프 측정
1. 두께에 따른 의 I-V graph

Ⅳ. C-V 그래프 측정
1. SiO2 주파수에 따른 C-V graph
Ⅴ. 참고

본문내용

1. 두께에 따른 의 I-V graph

두께에 따른 의 그래프
측정구간 : -10V ~ 10V, 변수: 두께 100nm, 200nm, 300nm

I-V 그래프에서는 면적당 전류를 측정 할 수 있는데, 이것을 누설 전류 (leakage current)라고 한다. 이 누설전류는 산화층의 두께에 따라 다르다. 산화막의 두께가 얇아짐에 따라 누설전류가 증가하는데, 산화막이 얇아지게 되면 터널효과가 나타나게 된다. 산화막의 두께가 점점 얇아질수록 터널링이 더 잘 일어나기 때문에 누설 전류는 기하급수적으로 증가한다. 누설 전류가 최대 허용치를 넘어서게 되면 소자의 기능을 상실하게 되는데 이 때의 전류를 최대 허용 누설전류라고 한다. 현재 그래프를 보면 100nm, 200nm는 약 3V까지 절연체로서의 역할을 잘 수행하고 있다고 할 수 있다. 절연체의 표면에 전하들이 쌓이고 있음을 알 수 있다. 3V를 넘어서게 되면서 Voltage를 높여주면 줄수록 전류가 많이 흐른다. 이 때는 절연체로서의 기능을 상실하게 됨을 알 수 있다. 이를 유전파괴라 한다. 따라서 산화층의 두께가 얇을수록 기울기가 전압이 증가함에 따라 기울기가 커져야 한다. 그리고 산화층의 두께가 얇을수록 터널링이 잘 일어나서 유전파괴가 더 잘 일어난다. 하지만 그래프에서 보면 300nm는 100nm, 200nm와는 다르게 대략 1V에서 유전파괴가 일어나서 전류가 흐름을 알 수 있다. 이를 통해 300nm의 capacitor는 실험도중 어디선가 문제가 발생했음을 알 수 있다
반도체가 예측가능하고 믿을 만한 전기적 특성을 띄기 위해선 화학적 순도(purity)가 높고, 결정 구조가 완벽해야 한다. 즉, 아주 작은 불순물에 의해서 반도체의 성질이 매우 크게 변하기 때문에 대단히 높은 화학적 순도가 필요하다. 그리고 높은 순도뿐만 아니라, 완벽한 결정구조도 필요하다. 만약에 결정구조가 완벽하지

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