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[전자재료실험] MOS Capacitor

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작성일 23-02-04 10:29

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MOS capacitor를 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. 이번 실험의 Capacitor는 MOS capacitor인데 특징은 금속과 금속사이에 들어가는 유전체에 의해 결정이 된다 일반적으로 MOS capacitor는 metal과 semiconductor 사이에 유전체인 Oxide를 집어 넣어서 인력에 의해 전하를 대전하여 축적하는 방식으로 이뤄진다. 따라서 온도 alteration(변화) 에 따른 물리적, 기계적 성질 alteration(변화) 가 적은 우수한 특성(特性)을 나타내는 것이다.

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전자재료실험,MOS Capacitor
실리콘이 반도체 재료로 널리 사용되는 우수한 특성(特性) 중에 하나는 부도체막(산화물 SiO2, 또는 질화물 Si3N4)의 안정성이다. 이들은 지각의 1/3정도를 구성하고 있어 지구상에서 매우 풍부하게 존재하고 있으며, 따라서 반도체 산업에 매우 저가의 가격으로 안정적으로 공급될 수 있는 재료이다. 또한 물질에 독성이 전혀 없어 環境적으로 매우 우수한 재료이기도 하다.

다. 특히 실리콘 산화물의 경우, 탄소끼리의 공유결합과는 달리 실록산 결합(Si-O)은 에너지적으로 안정하며, 결합 길이가 길고 결합각이 넓어서 사슬 자체가 유연하다.

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반도체를 제작하기 위한 단결정 실리콘 덩어리는 ingot이라 하며, ingot을 얇게 절단 가공하여 만들어진 실리콘은 wafer라 한다. 그리고 규소-산소의 실록산 사슬은 탄소-산소의 결합 에너지 보다도 훨씬 강하다. 이러한 안정된 산화막 혹은 질화막 특성(特性)으로 인해 실리콘은 다른 반도체 재료 즉, Ge 혹은 화합물 반도체(GaAs) 보다 훨씬 널리 사용되고 있다아

실리콘으로 만들어진 실리콘 wafer는 넓은 Energy Band Gap (1.2eV)을 가지고 있기 때문에 비교적 고온(약 200℃ 정도까지)에서도 소자가 동작할 수 있다아 이러한 advantage(장점) 때문에 실리콘 wafer는 반도체 산업에서 DRAM, ASIC, TR(Transistor), CMOS, ROM, EP-ROM 등 다양한 형태의 반도체 소자를 만드는데 이용된다

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설명
Capacitor는 Condenser라고도 불리며 전기 에너지를 저장하거나 직류의 흐름을 차단하기 위해, 또는 전류의 주파수와 축전기의 용량에 따라 교류의 흐름을 조절할 때 쓰인다. 직류전압을 흐르게하면 양쪽에 전기가 축적된다 그 전기가 모두 축적되면 전류는 흐르지 않게 된다
실리콘은 일반적으로 규소-규소 결합이 아주 불안정하기 때문에 산화물 실리콘(SiO2)으로 모래, 암석, 광물 등의 형태로 존재한다.

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MOS capacitor를 직접 제작하면서 그 공정을 이해하고, dielectric material의 두께 및 electrode의 크기를 변수로 두고 C-V와 I-V를 측정(measurement)하여 각각의 변수가 어떤 影響(영향)을 미치는지에 대하여 analysis해 본다.

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