반도체란 무엇일까?

"반도체란 무엇일까?"

 

 

쉽게 생각하면 반도체는 도체와 부도체의 가운데라고 생각하면 된다. 반도체는 순수한 상태에서 부도체와 비슷하지만 불순물의 첨가로 전기전도도가 늘어나기도 한다.

 

 

전기전도도에 따라 물질을 분류하면 크게 도체, 반도체, 부도체로 나뉜다. 반도체는 순수한 상태에서 부도체와 비슷한 특성을 보이지만 불순물의 첨가에 의해 전기전도도가 늘어나기도 하고 빛이나 열에너지에 의해 일시적으로 전기전도성을 갖기도 한다.

 

그림을 보면 순서대로 도체, 반도체, 부도체이다.

 

 

도체는 에너지 밴드갭이 겹쳐있어 전자의 이동도가 자유롭다. 반도체는 약간의 갭이 있어 빛이나 열을 가해 전자가 이동할 수 있게 하며 반면, 부도체는 에너지 밴드갭이 커서 전자의 이동에 많은 제한이 따른다. 그래서 부도체는 전기가 통하지 않는다.

 

하지만, 부도체에도 에너지밴드갭 보다 큰 에너지를 가하면 전자가 이동해 전기를 통하게 할 수 있다. 

 

 

주기율표상에 14족에 위치하는 게르마늄(Ge), 규소(Si) 등이 대표적인 반도체이다. 하지만 흔히 사용되는 반도체는 Si가 많이 사용된다. 이유는 Si의 주성분은 모래인데 모래는 지구상에 무한한 자원이기 때문이다. 

 

 

최근에는 13족과 15족의 화합물반도체가 쓰이기도 하며 갈륨비소(GaAs ; gallium arsenide)나 인듐인(InP ; indium phospide) 등이 있다.