반도체란 (물성적인 성질까지)

소개글

반도체 물성과 소자 3th/ 해석저자:김광호외 5명 (저자 Donald A.Neamen)
현재 제가 기술직 공무원 준비하는 4학기 대학원생입니다. 회사경력이 있어서 재취업과 기술직공무원 공부하면서, 전자공학개론 시험과목부문 반도체부분을 공부하다가..종합적으로 이해 될 수 있도록 만들어 보았습니다. 반도체의 정의, 에너지 밴드, 엔너지 밴드와 반도체 연관성, 캐리어 전도대 전자와 가전대 정공, 공유결합과 반도체의 결정 구조, 반도체 종류, 불순물의 마련
불순물 참가 기법(도핑), 이온 주입 방법, 얼마나 순수한 것이 순수한 것인가?, 빛의 파동성, 빛의 입자성, 전기를 빛으로, 빛을 전기로: 입자성관련, 이종구조란 무엇인가?
종종 습득해야 할 부문과 잘 알지 못했던 부문을 종합적으로 엮었습니다.

목차

반도체의 정의
에너지 밴드
엔너지 밴드와 반도체 연관성
캐리어 전도대 전자와 가전대 정공
공유결합과 반도체의 결정 구조
반도체 종류
불순물의 마련
불순물 참가 기법(도핑)
이온 주입 방법
얼마나 순수한 것이 순수한 것인가?
빛의 파동성
빛의 입자성
전기를 빛으로, 빛을 전기로: 입자성관련
이종구조란 무엇인가?

본문내용

반도체란 무엇인가?

▷ 전자들의 놀이터, 물질
- 도체(conductor): 금속, 절연체(insulator): 유리, 플라스틱, 종이
- 반도체(semiconductor): 전기저항이 절연체와 도체의 중간

▷ 물질들은 왜 도체, 반도체, 절연체로 나뉘는 것일까?

▷ 전기저항을 결정하는 요소
- 전자가 잘 움직이는 정도를 이동도(mobility)
- 전자의 농도(concentration)
- 전기 전도도(conductivity)는 이동도와 전자 농도의 곱에 비례
- 전기저항(전도도에 반비례)은 이동도와 전자 농도의 곱에 반비례




반도체의 정의

“에너지 갭이 0～4 eV 정도여서 전기저항이 도체와 절연체의 중간(즉 10-4～108 Ω-㎝)이며 열, 빛 등 외부 에너지나 불순물의 존재 여부에 따라 민감하게 변하는 물질”

▷ 새로운 용어: “불순물,” “에너지 갭” - 에너지 밴드와 관련
- 에너지 준위(Energy Level)와 에너지 밴드(Energy Band)
- Niels Bohr의 수소 원자 가설: 에너지 준위(energy level)
- 에너지 상태(energy state)
- Pauli의 배타율(Pauli`s exclusion principle)


▷ 에너지 밴드 관련 용어
- 허용대역(allowed band)
- 금지대역(forbidden band)
- 가전대(valence band)
- 전도대(conduction band)
- 에너지 갭(energy gap)

▷ 에너지 밴드의 폭: 상호작용의 정도
▷ 에너지 준위 사이의 간격: 낮은 에너지 준위 사이에서 넓음
▷ 전자가 존재할 확률과 온도

참고 자료

반도체 물성과 소자 3th/ 해석저자:김광호외 5명 (저자 Donald A.Neamen)