쇼트키 접합과 옴 접합에 대해 알아보자(1)

"쇼트키 접합(Schottky Contact), 옴 접합(Ohmic Contact)"

 

 

 

쇼트키(Schottky Contact)접합과 옴 접합(Ohmic Contact)를 공부하는데, 항상 헷갈리고 정리가 안돼서 이번 기회에 완벽하게 알기 위해 공부해보자.

 

 

쇼트키(Schottky Contact)접합과 옴 접합(Ohmic Contact)은 우선, Metal과 Semiconductor간의 결합이다.

 

먼저 쇼트키 접합에 대해 알아보도록 하자.

 

 

1) 쇼트키 접합

 정보통신기술용어 해설

 

n-type 반도체 기준으로 알아보자.

 

위 그림은, 쇼트키 접합을 설명하기 위한 그림이다.

쇼트키 접합의 특징은, 금속의 일함수가 반도체의 일함수보다 클 때, 일어나는 현상이다.

 

(일함수 work function : 전자하나를 떼어내기 위해 필요한 최소의 에너지)

 

금속과 반도체의 접촉 후, 평형한 상태의 Fermi level을 예상할 수 있다. 금속의 Fermi level이 반도체의 Fermi level보다 낮기 때문에 Fermi level 차이로 인해 반도체의 전자들이 더 낮은 에너지 상태를 가지는 금속으로 확산이 된다.

 

반도체의 전자들이 금속으로 확산되면 금속으로 넘어간 전자와 양이온이 공핍층을 형성한다. 결국 Fermi level이 일치할 때 까지 이 현상이 계속 될 것이며 이 현상이 계속되며 공핍층엔 반도체의 전자가 금속으로 확산을 방해하는 전계가 형성된다.

 

이렇게 공핍층이 형성이 되면 가지는 가장 큰 특징은 diode처럼 한쪽으로만 전류를 잘 흘려준다. 그 이유는 금속에서 반도체로 전자의 이동을 막는 쇼트키 장벽 때문이다. 따라서 이러한 금속과 반도체의 접합을 쇼트키 다이오드로 사용한다.

 

n형 반도체의 전자의 확산을 막는 장벽은 금속과 반도체의 work function의 차이 만큼의 크기를 가지며 금속에서 반도체로 넘어가지 못하도록 형성된 장벽을 쇼트키 장벽(Schottky Barrier)이라한다. 

 

접촉후, 그림에서 볼 수 확인할 수 있듯이 쇼트키 장벽의 크기는 금속의 work function과 반도체의 전자친화도의 차이이다.

 

 

 

 

 

2) 옴 접합

정보통신기술용어 해설

 

n-type 반도체 기준으로 알아보자.

 

옴 접합의 특징은 금속의 work function보다 반도체의 work function이 큰 경우 일어나는 현상이다.

옴 접합은 양방향으로 전류를 흐르는 특성을 갖는다.

마찬가지로, 금속과 반도체의 Fermi level을 일치시키면 위와 같은 그림을 예상할 수 있다. 쇼트키 접합과 다른 특징은 금속에서 반도체로, 반도체에서 금속으로 전류가 양방향으로 흐른다는 점이다.

 

 

 

 

공부하다가 더 알게되는 점이 있으면 추가하도록 하자.