Metal-oksit-yarıiletken (MOS) kapasitörlerin elektriksel özelliklerinin oksit tabakası kalınlığına bağlı değişimlerinin incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada kapasitör özelliği gösteren Metal-Oksit-Yarıiletken (MOS) yapılar ile çalışılmıştır. Silisyum alt yüzeyler üzerinde çeşitli kalınlıklarda termal oksidasyon ile SiO2 tabakaları büyütüldükten sonra üst tarafı vakum buharlaştırma yöntemi ile alüminyum ile kaplanarak MOS kapasitörler oluşturulmuştur. 25, 33 ve 110 nm kalınlıklarında SiO2 tabakaları büyütülerek #C1, #C2 ve #C3 örnekleri hazırlanmıştır. Daha sonra bu örneklerin kapasitans-gerilim (C-V) grafikleri çizilerek teorik değerler ile karşılaştırılmıştır. C-V ölçümleri ışık altında ve karanlıkta yapılmıştır. Yapılan ölçümler sonucunda 110 nm oksit tabakası kalınlığına sahip örnekten elde edilen kapasitans değerlerinin teorik değerler ile uyumlu olduğu görülmüştür. Ancak 25 ve 33 nm’lik SiO2 tabakası kalınlığına sahip örneklerden elde edilen deneysel sonuçlar, teorik hesaplamalardan elde edilen değerlerden daha küçük çıkmıştır. Bunun nedeni ise, daha önceden öngörüldüğü gibi, kalınlık azaldıkça SiO2’nin yalıtkanlık özelliğinin bozulmasıdır.

In this study the metal-oxide-semiconductor (MOS) structures, which show capacitor property have been investigated. The MOS structures have been produced by growing a SiO2 layer at different thicknesses on the p-type silicon substrates via thermal oxidation and aluminum was deposited by vacuum evaporation method as gate metal. The capacitance-voltage (C-V) characteristics of MOS capacitors have been plotted and compared with theoretical values. The C-V measurements have been done under daylight and dark environment. It is seen that the results which are obtained from sample #C3 are convenient with the theoretical values. But the experimental results which are obtained from sample #C1 and sample #C2 are less than the results which are obtained from theoretical calculations. Its reason is that dielectric property of SiO2 is degraded for small thicknesses, as proposed before.