반도체 전공 면접 예상 질문

소개

반도체 면접 준비를 위한 자료로서 가장 빈번하게 출제되는 40여 문/답을 정리 하였습니다.
면접 시 말로 표현하기 쉽도록 정리한 것이 특징입니다.
반도체 소자의 Bible 이라 할 수 있는 Streetman의 Solid State Electric Device를 참고하였습니다.

목차

1.Moore’s Law
2.Ge 대신 Si 사용 이유
3.에너지 밴드를 이용한 metal, semiconductor, insulator 비교
4.Fermi Level이란?
5.Pauli 배타율이란?
6.상태밀도 함수란?
7.Thermal Equilibrium state와 steady state의 차이점
8.Intrinsic Semiconductor에서 온도에 따른 Carrier 농도 변화
9.n-type Semiconductor에서 온도에 따른 Carrier 농도 변화
10.Donor와 Accepter의 종류 및 Fermi Level의 변화
11.Fermi level의 온도의존성
12.Doping 농도 및 온도에 따른 carrier mobility 변화
13.온도에 따른 반도체와 금속의 비저항 특성 비교
14.Band bending 이유
15.Direct/indirect recombination의 비교
16.p-n junction diode의 동작
17.Depletion Region 이란?
18.step junction과 linearly graded junction profile 비교
19.Built in Voltage란?
20.diode와 tr의 I-V 특성 곡선
21.Early Effect(Base Width Modulation)
22.Shottkey(diode) & Ohmic Contact 비교
23.doping concentration이 감소하면 VBR이 증가하는 이유
24.Eg가 증가하면 VBR이 증가 하는 이유
25.emitter efficiency, base transport factor, current gain 이란
26.n-channel MOSFET의 동작 mechanism
27.CMOS, BJT 동작 원리
28.Short Channel Effect와 방지 방법
29.Body Effect
30.Channel Length Modulation
31.Subthreshold Conduction Effect
32.DIBL(Drain-induced Barrier Lowering) Effect
33.Hot Carrier Effect
34.LDD(Lightly Doped Drain) 공정
35.Narrow Channel Effect
36.Flat Band Voltage 와 Vth의 관계(Modified Work Function)
37.Gauss’s law
38.Ampere’s law
39.Faraday’s law
40.Ohm’s law
41.Continuity Equation
42.Poisson Equation
43.Laplace Equation 정의

본문내용

9. n-type Semiconductor에서 온도에 따른 Carrier 농도 변화

매우 낮은 온도에서는 intrinsic EHP가 거의 존재하지 않는다. 온도가 증가함에 따라 도너의 전자들이 Conduct band로 옮겨지고 약 100K에서 모든 도너 원자가 이온화되는 과정이 발생한다. 이후 ni가 Nd와 비등해 질 때까지(intrinsic carrier 농도가 도너 농도와 비등해 질 때까지) 캐리어 농도는 온도에 영향을 받지 않는다. 온도가 더 증가하면서 진성캐리어 농도는 Nd보다 훨씬 증가하고 ni가 지배하게 된다.

10. Donor와 Accepter의 종류 및 Fermi Level의 변화

도너는 주로 V족 원소로 P, As, Sb 원자로 Conduct band 주위에 에너지 준위가 형성되어 쉽게 전자를 exitation 시킬 수 있으며 페르미 준위는 상승한다.
억셉터는 주로 3족 원소로 B, Al, In 원자로 Valence band 주위에 불순물 준위를 만들어 valence band의 전자를 받아들이고 페르미 준위는 내려간다.

11. Fermi level의 온도의존성

Fermi – Dirac 분포함수는 절대온도 T에서 전자가 점유할 확률을 나타내고 이 확률이 1/2인 에너지 준위를 Fermi level이라고 한다. 이 Fermi level은 온도의 영향은 받지 않고 페르미 함수는 Ef를 중심으로 대칭적은 분포를 나타낸다. 온도가 높아질수록 높은 에너지가 충만해지고, 낮은 에너지는 비어질 확률이 높아질 뿐 페르미 에너지는 변화가 없다.

12. Doping 농도 및 온도에 따른 carrier mobility 변화

Doping 농도가 높아지면 impurity scattering의 영향이 커져 mobility는 감소하게 된다.
온도가 높아지면 격자들의 요동이 커지므로 전자 이동에 방해가 되어 mobility가 감소한다. 반대로 온도가 너무 낮아지면 캐리어의 열적 운동도 낮아지므로 mobility가 감소하게 된다.

참고자료

· 출처 : Solid State Electronic Devices, 6th edition, Ben G. Streetman