반도체의 원리, 종류 및 공정 과정

최초 등록일
2017.12.01
최종 저작일
2017.03
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목차

1. 트랜지스터란?
1) 접합형 FET(JFET)
2) 절연형 FET(MOS)

2. 반도체 공정이란?
1) 웨이퍼 제조, 회로 설계 및 마스크 제작
2) 웨이퍼 가공
a. 박막형성
b. 패턴형성
c. 도핑
3) 조립 및 검사

3. 참고 문헌

본문내용

트랜지스터란?
트랜지스터는 우선 기본적으로 전류를 증폭할 수 있는 소자이다. 1947년에 세계 최초로 개발된 BJT(양극성 접합 트랜지스터)는 p형반도체와 n형반도체를 그림과 같이 접합시킨 소자를 의미한다. 1953년 벨 연구소에서 최초로 개발된 단극성 트랜지스터 FET는 처음에는 이 BJT에 밀려 큰 주목을 받지 못했다. 그러나 1970년대 실리콘 반도체의 청정기술과 표면 상태 조절에 관한 기술이 확립된 이후 CMOS 공정이 확립된 80면대 말부터는 본격적으로 BJT를 밀어내고 메모리, 마이크로프로세서 등에 사용되고 있다. 2000년대에 들어서면서 FET의 시장 점유율은 약 88%, BJT가 8%정도인 만큼 FET가 현재 시장 대부분을 점유하고 있다. FET는 크게 접합형 트랜지스(JFET)터와 절연형 트랜지스터(MOS)로 나뉘게 된다.

1) 접합형 FET(JFET)
접합형 FET는 그림과 같은 단면을 갖는 반도체로, 가운데의 P형 부분은 게이트, N형 부분의 한 쪽을 소스(S), 다른 쪽을 드레인(D)이라 한다. 또한 PN접합면의 캐리어를 잃어버린 부분을 공핍층이라 부른다. 이 공핍층의 폭은 PN접합에 가하는 전압의 크기에 비례한다. 드레인에 플러스 전압을 가하고 소스에 마이너스 전압을 가하면 N형 반도체 내의 캐리어(자유전자)는 소스에서 드레인쪽으로 움직인다. 그런데 이 때, 공핍층의 폭이 좁으면 많은 양의 캐리어가 흐르지만 폭이 넓어지면 자유전자가 통행하는 길이 좁아져 흐르는 자유전자의 수가 감소한다. 이과 같이 게이트 전압에 의해 공핍층의 두께를 바꾸고 소스에서 드레인으로 흐르는 자유전자의 양을 조절하면서 드레인에서 소스로 흐르는 전류의 양을 제어하는 것이 접합형 FET의 원리다.

2) 절연형 FET(MOS)
절연형 FET는 산화막에 의하여 전기적으로 절연된 게이트(G)에 전압을 걸어 전류의 통로를 제어하는 FET이다. 절연형 FET는 MOS라고도 불리는데 이는 트랜시스터의 수직 구조의 모양에서 따왔다.

참고 자료

반도체 공정 semiconductor device processing, 김학동 저, 홍릉과학출판사
반도체 제대로 이해하기. 강구창 저, 지성사
네이버 지식백과
Wikipedia
http://mecaro.com ㈜메카로닉스 홈페이지

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