[전자재료실험] MOS capacitor

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소개글
[전자재료실험] MOS capacitor에 대한 자료입니다.
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. SiO2의 C-V graph
Ⅴ. 결론

Ⅵ. 참고

본문내용
순서 ④.
P-type의 Si wafer에 SiO2에 Thermal&E-beam Evaporator를 이용하여 metal을 증착 시킨다. 이때 Shadow mask 장착 한 후 공정을 실시하고 이 경우에는 Thermal방법을 이용한다. Thermal방법은 용융점이 높은 텅스텐 판 위에 증착시키고 싶은 물질을 올려놓고 전기를 흘려준다. 흐른 전기 때문에 온도가 올라가다가 녹는점 이상에서부터 물질이 증발하기 시작한다. Metal(NiCr과 Au)의 증착 순서는 먼저 NiCr를 증착시키고 난 후, Au를 증착시킨다.
★NiCr 먼저 쌓고 다음에 Au쌓는 이유

★NiCr 먼저 쌓고 다음에 Au쌓는 이유
Nichrome은 가장 흔한 저항물질이다. 때문에 패시베이션(반도체 칩의 겉에 실리콘 산화막 등의 보호막을 입히는 일)로 사용된다. Ni/Cr(80/20wt%)는 Si기판과 낮은 저항의 ohmic contact을 형성하는 contact layer로 사용되어 왔다. 하지만 NiCr은 훌륭한 안정성과 TCR 특성을 갖고 있음에도 불구하고, NiCr은 습기에 대한 부식을 느끼기 쉽다. Gold층과 Si층은 접착성이 떨어지지만 gold층은 얇은(약 50nm) NiCr층과의 접착성이 상대적으로 우수하다. 반도체공정 중에는 다양한 anneal과정이 있게 되는데, 논문에 의하면 이 Au/NiCr/SiC 조성의 contact의 경우 300°C에서 2500시간 동안 anneal과정을 거치더라도 metal층인 gold와 contact층인 Nichrome 층간에 diffusion이 일어나지 않고 안정해 diffusion barrier가 요구되지 않는다. 또한, NiCr을 contact layer로 사용할 경우 Si층과 Au층을 direct wire bonding을 하였을 때의 속도에 거의 100% 근접하는 특성을 보인다. 이러한 contact 특성은 Auger electron spectroscopy, Rutherford back scattering spectroscopy, and transmission electron microscopy 등 을 통해 확인 할 수 있다. SiO2와 NiCr은 Ni 필름을 950도에서 어닐링 함으로써 일반적으로 Ni2Si접촉을 형성한다. 그러므로 더욱이 cap 층의 (Au,Pt) 약한 흡착으로써 장비 결합 적용에 대한 실용적인 문제를 이끌면서 중간 확산 barrier층은 cap층과 접촉부분 사이 확산을 예방하기 위하여 필요해진다. Au가 전도물질로 사용될 때, Au와 저항의 사이의 barrier 물질이 필요해진다. gold이 직접적으로 니크롬에 증착될 때, Cr은 Au를 통하여 wire bonding과 eutectic die bonding을 방해하는 표면으로 확산되는 경향이 있다. 이런 문제를 해결하기 위해서, 얇은 순수의 Ni층이 니크롬에 대하여 증착된다. 게다가, Ni는 표면의 응고성을 상당히 향상 시킨다.

참고문헌
- 고체전자공학 6판 '벤 스트리트만'
- 이후정교수님‘반도체공학개론’강의자료
* 진공
- http://blog.naver.com/ps_999?Redirect=Log&logNo=90031481433
- http://blog.naver.com/lastscene00?Redirect=Log&logNo=60117700677
* E-BEAM
- http://www.docstoc.com/docs/21091153/E-beam-Evaporator-Manual
* NiCr과 Au
- Electronic materials and processes handbook (공)저: Charles A. Harper p.8.66
- Processing of wide band gap semiconductors (공)저: S. J. Pearton
- SiC Materials and Devices. Volume 1 Selected Topics in Electronics and Systems ; V. 40
by Shur, Michael. Rumyantsev, Sergey L. Levinshtein, M. E.
- Thin film technology handbook (공)저: Aicha Elshabini-Riad,Fred D. Barlow chapter5 p.8-9
* Deep depletion
- Comprehensive study on the deep depletion capacitance-voltage behavior for metal-oxide-semiconductor capacitor with ultrathin oxides, Cheng, Jen-Yuan; Huang, Chiao-Ti; Hwu, Jenn–Gwo, Journal of Applied Physics ,Oct2009 Volume 106 Issue 7 Pages