반도체 기초2. 반도체란 무엇인가(p형 반도체,n형 반도체)

저번시간 대충 만든 반도체를 만들기 전 그 장비나 안에 들어가는 부속품으로 사용되는 재료인 금속,세라믹,고분자에 대해 아주 간략히 알아봤다. 그래서 이제 그 모든것들의 최종결과물인 반도체를 공부해보려한다.

 

반도체는 말처럼 반은도체, 반은 부도체가 아닌 전해지는 외부의 힘에의해 도체 또는 부도체로 사용되어지는 재료를 의미한다. 

 

좀 더 제대로 말하자면 반도체는 전기적인 특성을 가진 도체와 부도체 사이의 물질이다.

 

재밌는건 반도체는 원래 전기가 잘 흐르지 않는 안정적인 물질에 임의로 무언가를 넣어 전기가 통하도록 만들어준다는것이다. 반도체라는건 Eg, 에너지 갭을 가진 물질이며 전기적 특성을 활용해 특정 신호를 받아 지금 보고 있는 모니터나 컴퓨터등이 우리가 하는 일들을 저장하고 실행할 수 있는 재료들의 기본 구성물질이다.

 

반도체를 만드는 방법은 3족이나 5족의 물질을 이온주입(Implantation)해주는것이다.  defect, 즉 결함을 의도적으로 만들어 그곳을 전기가 통하는 길로 만드는 것.

 

일반적으로 3족을 넣으면 4족의 기본물질에 3개의 전자가 추가되는데 전자는 보통 쌍을이루려 하기에 1개의 빈 공간이 생긴다. 이것을 정공(Vacancy)이라고하며 이것이 전기를 움직이는 하나의 시발점이된다. 반대로 5족은 4족에 5개의 전자를 추가시켜 하나의 여분의 자유전자(electron)가 내부에 있으므로 전기가 발생하기 쉽다. 

 

5족을 넣으면 전자가 하나 늘어나 음전하(negative)적인 성질을 보이므로 n형 반도체라고하며 3족은 반대로 양전하(positive)이기에 p형반도체라 부른다.

 

전자와 정공을 carrier라고하며 보통은 전자의 이동이 정공의 이동보다는 빨라 5족을 더 선호하는 경향이있다.

 

반도체기초3. 반도체에서 intrinsic vs extrinsic