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

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레포트 > 공학계열
2013.04.11
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소개글

[전자재료실험] MOS capacitor 의 C-V, I-V 특성 측정 실험에 대한 자료입니다.

1. 실험목적

2. 실험배경

3. 실험이론
1) Mos Capacitor
2) C-V 그래프
3) I-V 그래프

4. 변수설정 및 결과예상
1) 산화막의 두께
2) 금속 전극의 종류

5. 실험 과정
1) Si wafer 준비
2) Metal 증착
3) 반대전극 형성
4) 시편의 전기저항 측정
5) I-V, C-V 그래프 측정

6. 결 과
1) I-V 그래프
2) C-V 그래프

6. 고 찰
1) I-V 그래프
2) C-V 그래프

7 결 론

8. 참고문헌

본문내용

1. 실험목적
MOS capacitor를 직접 제작하며 그 작동 원리를 이해한다. 또한 산화층(SiO2)의 두께(100nm, 200nm, 300nm)와 금속게이트(Au, Ti)를 변수로 하여 이들의 차이에 의한 C-V, I-V 그래프를 분석한 후 이를 바탕으로 산화층의 두께 및 금속게이트의 종류가 MOS capacitor에 미치는 영향을 분석한다.

2. 실험배경
인류는 집적회로(Integrated circuit; IC)의 개발로 많은 수의 Transistor, Capacitor등이 한 개의 반도체 Chip안에 집적화할 수 있게 되었다. 이 점을 활용해 DRAM, Computer, Display 등 많은 분야에서 비약적인 발전을 이루고 있다. 이런 인류의 발전의 시작은 바로 미국의 bell 연구소에서 이루어진 최초의 Ge를 이용한 Transistor의 발견이다. 현재는 Ge oxide의 불안정한 상태 때문에 Ge보다는 Si을 사용한 MOSFET이 반도체산업의 중심에 서있다. 전기신호의 증폭과 스위칭을 가능하게 한 Transistor의 기능에 가장 근본적인 원리를 설명하여 줄 수 있는 것이 MOS capacitor 이다.

3. 기본이론
1) Mos capacitor

[ 그림 1 ] The metal-oxide-semiconductor capacitor

그림 1은 Mos capacitor는 Si층과 금속판 사이에 끼어있는 얇은 SiO2층으로 구성된 capacitor이다.
이번 실험의 capacitor는 MOS capacitor인데 일반적으로 MOS capacitor는 metal과 semiconductor 사이에 유전체인 Oxide를 집어넣어서 인력에 의해 전하를 대전하여 축적하는 방식으로 이뤄진다.
여기서 축적된 전하량의 식은 Q=CV [C]이다. MOS Capacitor의 정전용량 C는 유전체의 유전율 ε, 전극의 면적 A에 비례하고 전극사이의 거리에 반비례한다. 따라서 라고 쓸 수 있다.
일반적인 커패시터에서의 d는 두 전극 사이의 거리를 나타낸다. MOS Capacitor에서의 d는 산화물의 두께이다.

Accumulation
(Vg < VFB)

Depletion
(VFB < VG < VT)

Inversion
(VT < VG)
① Accumulation
Vg

참고문헌

반도체 물성과 소자 - DONALD A. NEAMEN
기초 반도체소자 - GREG PARKER
현대 반도체 소자 공학 - 첸밍 후
반도체 공학 - 강기성
반도체 소자공학 - 박창엽 외 6
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