Schottky contact 와 Ohmic contact에 대한 보고서

소개글

Schottky contact 와 Ohmic contact에 대한 보고서에 대한 보고서 자료입니다.

본문내용

(Low Vacumm)을 얻은 다음 Turbo Pump를 사용한다.
우리는 5.6×10²torr에서 Turbo Pump를 작동하였고 3.7×10torr에서 Ar gas를 주입하였다.
2. Ar gas 투입
- 우리가 원하는 High Vacumm을 얻은 후에는 Sputtering에 필요한 Ar gas를 주입해준다. 불활성기체인 Ar gas에 전자를 충돌시키면 Ar gas 가 아래와 같이 반응하며 이렇게 해리된 원자상태를 플라스마(Plasma)라고 한다.
Ar + e -> Ar+ + e
이렇게 형성된 Ar+이온은 target이 설치된 면의 Cathode(음극)으로 정전기적 인력에 의해 끌리게 되고 Ar+이온이 target의 원자를 때려서 target원자가 이탈되어 나와 Al 원자가 기판위에 증착하게 된다.
우리는 80mA, 50sccm의 Ar gas로 10분동안 Al을 증착하였다.
3. I-V 특성 측정
위의 조건에서처럼 Si기판위에 증착된 Al의 I-V 특성을 측정을 통해서 이미 우리가 알고 있는 이론적인 값들과 실제적인 측정값이 얼마나 다른지 알아보았다.
- p-type 기판위에 Al을 도핑한 I-V 특성 측정
- 옆에 나온 사진은 p-type 기판위에 Al을 도핑한 I-V특성을 측정한 것이다. -5V~5V까지 전압을 걸어서 이에따른 전류의 변화를 확인해 보았다.
그 결과 우리가 이론적으로 알고 있었던것과는 조금 다른 변형된 Schottky Contact 모양을 얻을 수 있었다. 이 사진에서 알 수 있는것처럼 (+)전압을 가할때는 선형과 비슷하게 전류가 증가하는 것을 확인할 수 있었고, 반대로 (-)전압이 걸린경우에는 전류가 흐르지 않는 것을 확인 할 수 있었다.
- n-type 기판위에 Al을 도핑한 I-V 특성 측정
- n-type 기판위에 Al증착을 이번 실험에서는 시간적 제약 때문에 하지는 못했다. 하지만 이미 n-type위에 Al이 증착되어있는 기판을 가지고 있어서 n-type위에 Al이 도핑된 I-V특성을 측정할 수 있었다.
옆의 그림과 같이 우리가 알고 있었던 Ohmic Contact와는 약간 다른 모습의 약간의 곡선형태를 띄는 Ohmic Contact을 얻을 수 있었다.
Schottky contact의 그래프와 다르게 Ohmic contact 그래프에서는 (+)전압과 (-)전압, 양쪽다 전류가 흐르는 것을 실험을 통해 확인 할 수 있었다. 이러한 현상이 나타나는 가장 근본적인 원인은 Barrier 장벽간의 터널링 효과로 n-type의 기판과 금속간에 얇아진 Barrier장벽 사이를 전자가 뚫고 지나갈 수 있어서 (+)전압과 (-)전압 양쪽 모두 전류를 통하게 된다.
- 결과 및 고찰
이번실험을 통해서 『P-type과 N-type 표면에 Al의 증착과 이에 따른 Schottky, Ohmic Contact』을 알 수 있었고 이러한 현상이 나타나는 근본적인 원인으로는 n-type과 p-type이 서로 연결되었을 때, 또는 반도체와 금속간에 연결시에 발생하는 페르미 에너지의 준위를 가지고 반도체간, 반도체-금속간의 관계를 알 수 있었다.
결과적으로 도너로 도핑된 (특히 금속과의 계면에 도핑농도가 높다) n-type 반도체의 경우에는 금속의 일함수보다 n-type 반도체의 일함수가 큰 경우에 ohmic contact(I-V 특성이 선형), 반대의 경우에 Schottky contact을 나타낸다. 억셉터가 도핑된 p-type 반도체의 경우에는 반대로 금속의 일함수보다 p-type 반도체의 일함수가 작은 경우에 ohmic contact(I-V 특성이 선형), 반대의 경우에 Schottky contact을 나타낸다는 것을 실험적으로 관찰할 수 있었다.

키워드

schottky contact,   ohmic contact,   반도체실험,   실험보고서