HOME

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.
3 Maintain the voltage while the sample is being cooled down.
4 Second C-V test at room temperature.

 
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.
 
   
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.

 

 

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

 

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.

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.
   
     
Capacitor의 leakage 전류가 크면 측정 C 값이 부정확 해짐

 

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