MOS C-V 측정,
| Initial Test | Sweep from 5V to -5V and reverse the sweep | |
| Bias temperature stress |
1 Apply a positive voltage through the gate, according to Table 1 below
2 Heat the sample at 300ºC for 10 min. |
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| Reversed polarity bias temperature stress | 1 Apply the negative voltage to the gate, according to Table 1. 2 Heat the sample at 300ºC for 10 min. 3 Maintain the voltage while the sample is being cooled down. 4 Final C-V test at room temperature. |
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| Mobile ion | Li, Na, K 등 작은 이온들은 쉽게 절연막으로 확산 이온들은 200내지 300 C 온도에서 전기장에 의해 쉽게 움직이게 됨 온도를 올려 + 전압을 가하면 + 이온들이 SiO2와 실리콘 경계면으로 이동하고 CV커브는 오른쪽으로 이동 온도를 올려 - 전압을 가하면 + 이온들이 SiO2와 메탈전극 경계면으로 이동하고 CV커브는 왼쪽으로 이동 이 두 커브의 차이로 부터 SiO2의 mobile ion 양을 알 수 있으며 차이가 클 수록 mobile ion 양이 많다.
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| Top contact 측정 | 일반적으로는
A와 B사이를 측정하지만 top contact 방법은 A와 C사이를 측정하며 C를 크게 함.사용 웨이퍼는 < 100> n-type silicon , 도핑양 1.5 x 1015 /cm3 비저항 1~10 Ohm The wafers were oxidized in dry oxygen with 5% HCl at 950 C. Metallization anneal은 435 C, forming gas (질소+수소 개스) 20 minute 열처리
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![]() Ohmic은 일반적인 방법으로 측정한 것이고 그 아래는 top contact 방식으로 일반적인 방법에 비해 Cfb가 좀 작게 측정이 됨.
가장 위 커브가 일반적인 방법으로 측정한 경우 그 다음이 128:1 top contact 측정. |
| Si wafer 도핑과 C-V측정과의 관계 | ![]() 웨이퍼 도핑농도와 CV특성과의 관계(맨위부터 옥사이드 두께 100nm, 125nm, 150nm....... Cinv/Cox = 1 이면 CV측정에서 전압을 변화 시켜도 전기용량의 변화가 없음을 나타냄. Cinv/Cox값이 작을 수록 전압에 대한 전기용량의 변화가 큼. |
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| 웨이퍼 뒷면 옥사이드 제거 | Coat the front-side with a double layer of resist and hard bake for
1 hr. Etch oxide in 5:1 BHF until dewet. Remove resist with PRS2000 and clean wafers in piranha, rinse. |
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Capacitor의 leakage 전류가 크면 측정 C 값이 부정확 해짐
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![]() C는 그림과 같이 C와 병렬로 누설전류 path 인 Rpm 이 연결되어 있는 것으로 볼 수 있음 누설전류가 큰 경우는 Rpm 이 작아 측정 C값의 오차가 증가해 실제 측정값은 작아짐 왼쪽 그림에서 게이트 전압이 증가하면서 누설전류가 증가하고 이의 영향으로 C 값이 감소하고 있음. 위 회로와 직렬로 외부 저항 등이 존재하는데 Rpm 이 클 경우는 전압이 RC에 모두 가해지지만 Rpm 이 작아지면 외부저항에 걸리는 전압이 증가하여 실제 RC에 걸리는 전압이 줄어들고 측정 C값은 작게 측정이 됨. |
| Sweep 속도가 빠르면 Deep depletion 이 진행이 됨 | ![]() |
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