반도체소자공학 최종 정리 족보

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2019.10.16
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2016.09
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"반도체소자공학 최종 정리 족보"에 대한 내용입니다.

목차

I. CH. 7 pn 접합
1. 열평형상태 pn 접합의 에너지밴드 다이어그램
2. p 영역과 n 영역 사이에서의 공간전하영역 생성
3. 역바이어스 전압이 인가될 때 pn 접합에서 발생하는 변화 해석하기
4. pn 접합의 전압 항복 특성
5. 불균일하게 도핑된 pn 접합
6. poisson 방정식

II. CH. 8 pn 접합 다이오드
1. 순바이어스 전압이 인가될 때 pn 접합의 전위장벽이 낮아지는 과정
2. 순 바이어스 하에서 과잉캐리어들이 가지는 성질
3. 순 바이어스된 pn 접합 다이오드의 이상적인 I-V 관계
4. 고수준주입, 생성·재결합전류에 대한 설명과 해석

III. CH. 9 금속-반도체 이종접합 및 반도체 이종접합
1. 금속-반도체 접합의 에너지밴드 다이어그램
2. 쇼트키장벽 다이오드의 정전기학
3. 쇼트키장벽 다이오드와 pn 접합 다이오드 간의 전류 전송/turn-on 전압/스위칭 시간에서의 차이점
4. 저항성 접촉
5. 반도체 이종접합의 특성

본문내용

1. 열평형상태 pn 접합의 에너지밴드 다이어그램
2. p 영역과 n 영역 사이에서의 공간전하영역 생성
p영역과 n영역을 접합시키면 금속학적 접합에서 전자와 정공의 농도는 매우 큰 밀도기울기를 갖게 되어 n영역의 다수캐리어인 전자는 p영역으로 확산하고 p영역의 다수캐리어인 정공은 n영역으로 확산하게 된다.
반도체가 외부와 접속되지 않은 상태라면 확산은 멈추게 되며, 전자가 사라진 곳은 양으로 대전된 도너원자가 남고 정공이 사라진 곳은 음으로 대전된 억셉터원자가 남게 되어 금속학적 접합 근처에서 n → p 방향의 전계가 형성된다.

3. 역바이어스 전압이 인가될 때 pn 접합에서 발생하는 변화 해석하기
역바이어스 전압을 가하였을 때 중성인 p영역과 n영역에서의 전계는 0이거나 0에 근접하는데, 이는 공간전하영역 내의 전계가 열평형일 때보다 역바이어스 전압이 가해졌을 때 더 커진다는 것을 의미한다.
전계가 증가한다는 것은 양의 전하와 음의 전하의 수효 역시 증가한다는 것을 의미하며, 전하수효는 공간전하폭이 늘어날 때만 증가하므로 결론적으로 역바이어스 전압이 인가되면 공간전하폭은 늘어나게 된다.
역바이어스 전압이 인가될 때 n영역에는 양전하가, p영역에는 음전하가 추가적으로 생기게 되면서 전하분리가 증가하게 된다. 이 때, 역바이어스 전압의 증분 당 전하의 증분을 접합커패시턴스로 정의한다.

4. pn 접합의 전압 항복 특성
역바이어스 전압을 증가시키다가 어느 순간 역바이어스 전류가 급격하게 증가하는 점이 있고, 이 때의 인가된 전압을 breakdown voltage라고 한다.
breakdown을 일으키는 매커니즘은 2가지로, Zener effect와 avalanche effect가 있다.
Zener effect는 세게 도핑된 접합이 역바이어스 될 때, 접합의 반대쪽에 마주보고 위치한 전도대와 가전자대가 서로 가깝게 접근하여 p영역의 가전자대로부터 n영역의 전도대로 직접적인 터널링이 일어나는 현상이다.

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