Moscapacitor는 Si층과 금속판 사이에 끼어있는 얇은 SiO2층으로 구성된 capacitor이다.
이번 실험의 capacitor는 MOScapacitor인데 일반적으로 MOScapacitor는 metal과 semiconductor 사이에 유전체인 Oxide를 집어넣어서 인력에 의해 전하를 대전하여 축적하는 방식으로 이뤄진다.
여기서 축적된 전하량의 식은 Q=CV [C]이
1. 실험 목적
MOScapacitor를 직접 제작하면서 그 공정을 이해하고, dielectric material의 두께 및 electrode의 크기를 변수로 두고 C-V와 I-V를 측정하여 각각의 변수가 어떤 영향을 미치는지에 대하여 분석해 본다.
2. 실험 배경
1960년에 벨 연구소의 연구진은 금속 산화막 반도체 전계효과 트랜지스터(MOSFET)을
Au를 증착시킨다. 증착시키기 전에 E-beam장치 안에 혹시 있을지 모르는 전압을 접지시켜준다. 펌프를 이용하여 진공을 잡아준 후 금을 녹이기 위해 전압을 걸어준다. 어느정도 전압이 걸리면 암페어를 걸어주어 Au에 열이 생기게 하고 Au의 녹는점 온도가 되면 셔터를 열어주어 wafer에 Au가 증착되게 한다.
C-V그래프의 예상되는 결과를 살펴보기 위해 capacitance를 구하는 식을 살펴보면 다음과 같다.
(k=유전상수, A= 도체판의 단면적, d=절연체의 두께)
Capacitor의 내부를 살펴보면 대전된 도체판에 의해 두 도체판사이의 절연체에 전하가 유도된다. 이 유도된 전하는 절연체의 유전율(permitivity)를 결정하며 모든
MOS를 이용한 capacitor 즉 MOScapacitor는 유전체로써 oxide를 사용하였기 때문에 붙여진 이름이며 이번 실험에서 제작할 소자이다. 전기신호의 증폭과 스위칭을 가능하게 한 Transistor의 기능에 가장 근본적인 원리를 설명하여 줄 수 있는 것이 MOScapacitor 이다.
3. 실험이론
그림 3.1.2 Capacitor
그림 3.1.1 MOS