반도체 소자 및 반도체 집적 회로

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최초 등록일
2017.12.31
최종 저작일
2015.10
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목차

1. 반도체 소자
1.1. 반도체
1.1.1. 진성반도체
1.1.2. 불순물 반도체
1.2. 반도체 다이오드
1.2.1. PN 접합 다이오드
1.2.2. 접합 다이오드 동작
1.2.3. 접합 다이오드의 바이어스
1.2.4. 순방향 바이어스
1.2.5. 역방향 바이어스
1.2.6. 애벌런치 항복(Avalanche Breakdown)
1.2.7. 제너 항복(Zener breakdown)
1.2.8. 정류기(Rectifier)
1.3. 트랜지스터(Transistor)
1.3.1. 바이폴라 접합 트랜지스터
1.3.2. 전계 효과 트랜지스터(Field Effect Transistor, FET)

2. 간단한 전자회로
2.1. 다이오드
2.1.1. PN 접합 다이오드 모델
2.1.2. 반파 정류기
2.1.3. 전파 정류기 (Full-wave recifier)
2.2. 쌍극성 접합 트랜지스터의 바이어스 회로
2.2.1. 자기 바이어스 회로의 예

3. 반도체 집적 회로
3.1. 집적 회로 제조 공정 기술
3.1.1. 실리콘 웨이퍼 제조
3.1.2. 에피택시(Epitaxy) 공정
3.1.3. 산화(Oxidation)
3.1.4. 확산(Diffusion)
3.1.5. 이온 주입법(Ion Implantation)
3.1.6. 리소그라피(Lithography) 기술
3.1.7. 에칭(Etching) 공정
3.1.8. 증착(Deposition) 공정
3.1.9. 금속화(Metallization) 공정
3.1.10. 마무리 공정 및 테스트 공정
3.2. 집적 회로 공정과 레이아웃 기술
3.2.1. 바이폴라 공정 및 레이아웃
3.2.2. MOS 공정 및 레이아웃
3.3. 집적 회로의 종류

본문내용

반도체는 현재의 우리의 실생활과 가장 밀접한 관계가 있는 분야이다. 컴퓨터, 가전제품을 비롯한 전자제품을 제조하는데 없어서는 안 될 우리의 가장 가까운 친구가 되었다. 그러나 반도체 제조 공정 기술의 비약적인 발전으로 말미암아, 우리가 반도체의 내부를 볼 수 있는 기회는 거의 없고, 따라서 기본적인 반도체 소자의 동작원리를 배우는 것이 매우 어렵다고 느끼게 된다. 사실 반도체는 매우 복잡한 학문분야이다. 양자역학을 기초로 한 고체 물리학의 지식과 전자기학의 이해가 깊지 않으면 소화하기가 쉽지 않다. 그러나 제 3 장에서는 반도체의 기본원리에서부터 시작하여 간단한 전자 소자의 동작원리 및 반도체 집적회로에까지 개략적으로 살펴보기로 한다.

1. 반도체 소자
1.1. 반도체
일반적으로 물질은 전기를 통하는 정도에 따라 도체(conductor), 반도체(semiconductor), 그리고 부도체(insulator)로 분류할 수 있다. 도체는 전하(electric charge)가 흐를 수 있는 물질이며, 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au)과 같은 물질들이 우수한 도체에 속한다. 또한 이러한 도체들은 전자회로 기판(board) 위에서 전기적 연결선(wire)이나 도전 경로(conduction path)를 제작하는 데 사용된다. 도체 내부의 전자(electron)들은 외부에서 가해지는 전계에 의해 쉽게 원자로부터 분리되는데, 이러한 전자들을 자유 전자(free electron)라고 한다.
한편 절연체는 전하가 그 내부를 통해 이동할 수 없는 물질이며, 따라서 전류는 절연체를 통해 흐를 수 없다. 절연체 내의 전자들은 원자의 핵과 아주 강하게 결합되어 있어서, 외부에서 상당히 강한 에너지가 가해지지 않으면 전자들은 원자로부터 쉽게 분리되지 않는다. 아르곤(Ar)이 대표적인 절연체의 예이다.
마지막으로, 반도체는 도체와 절연체의 중간적인 전기적 성질을 갖고 있다.

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