맘여린나

"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..

"High-k, Low-k" 공정이 점점 미세화 되면서 SiO2를 대신할 물질을 찾게 되었다. 그래서 나오게 된 개념이 High-k, Low-k이다. 그런데 왜 공정 수준이 미세화 되면서 SiO2을 대신할 물질을 찾게 되었을까? Capacitor, C 우선, 캐패시터에 대해 살펴보자. 캐패시터의 역할은 전하를 저장하는 창고역할을 한다. 즉, 전류가 흐르지 못하게 차단한다. 캐피시터 C는 k는 물체의 상수값, ε0는 유전율, A는 면적, t는 유전체의 거리를 뜻하며 창고 크기를 늘리고 싶으면 면적을 키우거나, 유전율을 높이거나 거리를 줄이면 된다. MOSFET 공정 수준이 작아지면서 소자의 크기도 점차 작아지게 되었고 그로 인해 크기가 작아진 소자가 원래의 기능을 하지 못하게 되었다. 위의 그림에서 보면,..

"페르미 준위(Fermi Level)" → 열 평형상태 하의 양자 에너지 상태들이 전자에 의해 점유될 확률이 1/2 이 되는 에너지 준위를 말한다. → 페르미 입자 계의 바닥상태로부터 채워지는 가장 높은 에너지 준위를 말한다. 온도에 따른 페르미 준위 변화 i) T = 0K → 0~EF까지 모든 에너지가 상태가 전자들에 의해 점유된다. 즉, 전자가 있을 확률은 100%이다. → EF 이후부터는 전자가 존재할 확률은 0%에 수렴한다. ii) T > 0K → 0K 이상의 온도에서 EF 이상의 에너지 상태들에 대해서는 전자들로 차있을 될 확률이 존재한다. → EF 이하의 에너지 상태들에 대해서는 전자들이 비어 있을 확률이 1-f(E) (E

"PN junction" PN junction P형 반도체와 N형 반도체를 결합시킨 것으로, 실제로 P형 반도체와 N형 반도체를 따로 만들어 접합시키는 것이 아니라 이온 주입의 방법으로 하나의 실리콘 반도체 결정에 한쪽에는 Al 등 3족 원소를 주입, 다른 쪽에는 P같은 5족 원소를 주입시킨 것을 말한다. N형 반도체, P형 반도체에 대한 설명은 예전에 올린 글로 대체 한다. P형 반도체에는 빈자리(hole)가 많이 있고 N형 반도체에는 전자(electron)가 모여 있으므로, 확산 작용에 의하여 일부 빈자리는 N형 반도체 쪽으로, 일부 전자는 P형 반도체 쪽으로 움직인다. 전자가 P형 반도체 쪽으로 움직이면 이 전자가 원래 속해있던 (5족 원소) 이온을 남기게 되어, P형 반도체 쪽은 전자에 의하여 음..

"페르미 준위" 고체 내의 전자 상태를 나타내기 위해 전자의 존재 확률이 1/2로 되는 에너지 준위를 나타내는 것이다. 진성 반도체의 페르미 준위는 에너지 갭의 중앙에 있고, 상온에의 n형 반도체의 페르미 준위는 도너 준위 위에, p형 반도체에서는 억셉터 준위 밑에 있다. 그래프를 이해해보도록 하자. 1) 페르미 준위에서의 에너지상태는 전자에 의해 점유될 1/2의 확률을 말한다. 2) 그러나 EF가 위치하는 밴드갭은 상태밀도가 0이므로 실제로 전자가 발견되지는 않는다. 3) 페르미 함수는 모든 온도에서 EF에 대칭적이다. 4) 페르미 함수 분포곡선의 형태는 온도에 따라 형태가 바뀐다. 5) 페르미 함수의 분포곡선의 형태는 도핑농도와 무관한다. 6) 진성반도체의 경우 EF는 밴드갭 거의 중간에 위치한다. ..

"N형 반도체, P형 반도체" N형 반도체의 사전적 정의는 4가의 반도체중에 5가 원소의 원자(불순물)를 미량 혼입한 과잉전자를 갖는 반도체. 4가의 Ge 이나 Si 등의 원자에 5가의 As 나 Sb을 극히 소량을 섞으면 5개의 외각 전자 중 4개는 Ge, Si의 가전자와 공유 결합을 하고 남은 전자 1개는 자유 전자가 된다. 이 자유전자가 결정 안을 자유롭게 돌아다니면서 전하의 운반체 역할을 한다. 전하의 운반체가 음 전하를 띤 전자인 반도체를 N형 반도체라 한다. 쉽게 생각해서 Si에 5가 원소를 도핑한 것이라고 보면 된다. Si는 최외각 전자가 4개, 여기에 최외각 전자가 5개인 원소(As)를 도핑한 것인데, 옥텟규칙(전자 8개)을 만족하고 전자 하나가 남은 반도체를 N형 반도체이다. As의 5개의..

"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 않는..