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[전자재료] MOS capacitor

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  • [전자재료실험] MOS capacitor 제작
    • 소개글
    [전자재료] MOS capacitor에 대한 자료입니다.
    목차
    목 차

    1. 실험 배경

    2. 실험 목적

    3. 실험 장비
    A. 시편 제작에 사용한 장비
    a. PECVD
    b. Thermal evaporator
    B. 측정에 사용한 장비
    a. Probe station

    4. 실험 과정
    A. 시편 제작
    B. 측정

    5. 결과 예측
    A. I-V curve 결과 예측
    B. C-V curve 결과 예측

    6. 실험 결과

    7. 결과 분석

    본문내용
    방법론적으로는 먼저 chamber내에 존재하던 전자들이 전기장에 의해 운동에너지를 얻어 + 전압이 걸린 쪽으로 이동을 하게 되면서 그 과정에서 주변에 있던 gas atom들과 충돌을 하게 되고, 충격을 받은 gas atom에서 다른 전자가 나오게 되면서 radical이나 양이온이 되는 것으로 간략하게 볼 수 있다. 이렇게 형성된 플라즈마는 계속 끊임없이 양이온과 전자들을 만들게 되지만, 그와 동시에 서로 다른 전하를 가지고 있는 양이온과 전자들의 recombination으로 다시 그 양이 줄게 되면서 일정한 state를 유지하게 된다. 또, recombination하는 과정에서 높은 에너지에서 안정적인 에너지를 가진 atom으로 바뀌기 때문에 빛이 형성이 되며, 이것이 플라즈마가 빛을 발산하는 이유이다. 여기서 우리가 주시해야 할 것은 양이온이나 전자가 아닌 바로 radical이다. Radical은 전자와 충돌한 gas atom이 양이온이 되지 않고, 공유결합이 절단되면서 불안정한 상태의 분자로 존재를 하게 된다. 이 불안정한 radical은 다른 물질과 반응을 하려는 반응성이 높기 때문에 낮은 온도에서도 증착이 가능해지는 것이다. PECVD에서의 플라즈마의 가장 중요한 역할은 낮은 온도에서 반응가스를 분해시키는 것이다. 열역학적으로 안정한 상태에 있는 반응가스 분자가 플라즈마의 중의 전자와 충돌하여 그 운동량 전달로 인하여 분해되는 것이다. 플라즈마 중에서 반응가스의 분해는 대단히 활발하게 일어나서, 그 분해율은 일반적으로 10 ~ 100 %에 달한다.
    또한 PEPVD에서와 마찬가지로 플라즈마의 효율을 높이기 위해서 여러 가지 다양한 형태의 플라즈마 소스를 적용하기 위한 연구가 활발히 이루어져 왔다. 최근에는 GHz영역의 Microwave를 이용해서 플라즈마를 발생시키는 소위 Microwave CVD기술이 DLC(Diamond - like carbon), c-BN 등의 박막 증착에 활용되고 있다.

    b. Thermal evaporator
    PVD (Physical Vapor Deposition)에 해당하는 증착법에는 스퍼터링 (Sputtering), 전자빔증착법 (E-beam evaporation), 열증착법 (Thermal evaporation), 레이저분자빔증착법 (L-MBE, Laser Molecular Beam Epitaxy), 펄스레이저증착법 (PLD, Pulsed Laser Deposition) 등이 있다.
    스퍼터링 (Sputtering)의 특징은 플라즈마를 이용하여 표적제(금속)등을 작은 나노입자 들로만들어서 그것을 이용하여 코팅이나 기타공정을 수행하는
    참고문헌
    8. References
    - Scanning Nonlinear Dielectric Microscopy를 이용한 저항 탐침 형성 고정 최적화를 위한 단면 채널 구조 관찰, electronic materials letters, Vol. 2 No. 2 (2006) pp. 151-156
    - Characterization of MOS structure using low-k dielectric methylsilsesquioxane with evaporated and sputtered aluminum gate, Semiconductor Physics, Quantum Electronics & Optoelectronics, 2002. Vo. 5, No. 3, P. 316-318
    - http://fiselect2.fceia.unr.edu.ar/fisica4/simbuffalo/education/mos/mosCap/biasBand10.html
    - http://www.ece.cmu.edu/~dwg/412/movies.html
    - Physics of Metal-Oxide-Semiconductor (MOS) Structures (Part 1), Thomas Schroder, IHP – Microelectronics
    - http://www.mtl.mit.edu/researchgroups/hackman/6152J/SP_2004/supplementals/sp_2005_6_152J_ST04_MOSCap.pdf
    - https://www.physik.tu-cottbus.de/~racec/HL/MOS_I.pdf
    - Surface Photovoltage measurement in MOS structures, K Pater, 1987
    - Properties of Si-SiO2 interfaces in MOS structures with nitrogen-doped silicon, L. Harmatha 외 4명, Advances in Electrical and Electronic Engineering, pg. 334-336, 2006
    - Ben Streetman, Sanjay Banerjee, "Solid State ElectroniccDevice", PEARSON Education Korea, 6th ed, pp.292~313, 2005

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