DWD 반도체 이야기

1.9 n과 p의 일반적 이론 > Donor, Acceptor 에너지 준위를 Ed, Ea라고 한다. > Ed는 보통 Ef 위에 위치하게 되면 거의 모든 Donor 원자들이 이온화가 되었다고 한다. > Ef는 전자가 있을 확률이므로 Ed가 Ef에 있으면 Donor의 전자들은 거의 비어있다. > Donor 원자의 여분의 전자들을 잃어버렸다고 생각하면 된다. > N ytpe 기준 반도체에 Doping하고 Dopant가 거의 이온화 시키기 위해서는 이온화 에너지가 Fermi Level보다 높게 위치하면 된다. > P type은 Ea 가 Ef보다 낮은 에너지 준위를 가지면 된다. (Valence Band와 가깝게) > 반도체 내 전하를 띤 종류를 4가지 존재한다. > 전자 n, 정공 p, Donor 양이온 Nd,..

1.8.1 전자와 정공의 농도 > 전자의 농도를 구하려면 전자가 있을 확률 (Fermi-Dirac 확률 분포)에 전자가 있을 모든 경우의 수 (Density Of State)를 곱에 에너지 범위만큼 적분하면 된다. > 정공은 1 - 전자가 있을 확률에서 전자와 똑같이 Density Of State 곱하고 에너지 대역 만큼 적분하면 된다. > 전자는 Ec~무한대 까지 적분, 정공은 가전자 대역 바닥~Ev까지의 적분하면 된다. > 적분해서 구하면 Nc * exp, Nv * exp 값으로 얻어지는데 Nc, Nv를 유효 상태 밀도 (Effective Density of States) 한다. > 유효 상태 밀도의 의미는 E=Ec 일 때의 전자의 농도, E=Ev 일 때의 정공의 농도를 뜻 한다. > Si의 Nc, ..

1.6 상태 밀도 > 전자, 정공의 농도를 알기 위해서 상태 밀도라는 개념이 등장한다. > 전자는 불확실성의 원리로 인해 에너지와 위치를 동시에 알 수 없어 확률로 계산한다. > 확률에 모든 경우의 수를 곱하면 원하는 경우의 수가 나오는 것처럼 전자가 있을 수 있는 모든 경우의 수에 확률 곱하면 농도를 구할 수 있다. > 이 때 전자가 있을 모든 경우의 수를 상태 밀도(Density of State)라고 생각하면 쉽다. > 하나의 상태는 파울리 베타 법칙에 의해 하나의 전자가 존재하거나 존재하지 않거나 한다. > 상태 밀도를 구하는 방법은 (에너지 범위 내 상태의 수 / 에너지 x 부피)이다. > 상태 밀도는 Conduction Band의 Dc 와 Valence Band의 Dv가 있다. > Dc, Dv는..

1.5.1 전자 및 정공 > 전자(electron)는 Valence Band에 거의 전자들로 채워져 있다. > 전자를 Valence Band에 있는 전자가 아닌 전도가 되는 전자로 가정한다. > 정공(hole)은 Valence Band에 있는 전자의 빈자리이다. > 전자는 -q, 정공은 +q 전하를 운반한다. > EBD(Energy Band Diagram)에선 높은 위치는 전자의 높은 에너지를 의미한다. > 전도되는 전자의 최소 에너지는 Ec이며 Ec보다 큰 모든 에너지는 전자의 운동 에너지가 된다. > 이 운동 에너지는 전자를 전기장 내에서 가속되게하고 결정 내 격자들이나 결함들과 충돌하면서 에너지를 잃을 수 있다. > 정공은 위치가 낮을수록 에너지가 높다. > Ev가 정공의 최소 에너지이다. 1.5...