전자공학3 입자 분포 확률과 Fermi Level(페르미 준위), 반도체 캐리어 농도 반도체 캐리어 농도는 반도체의 특성을 분석할 때 필요한 중요한 물성입니다. 결국 반도체란 전류의 흐름을 원하는 때에 원하는 만큼 제어하는 것이기 때문입니다. 하지만 캐리어는 그 크기가 매우 작고, 고정되어 있지 않습니다. 마치 기체 중에 산소나 이산화탄소와 같이 끊임없이 움직이고 있습니다. 그렇다면 캐리어의 농도를 어떻게 측정할 수 있을까요? 이때 사용되는 방법이 바로 통계학적으로 접근하는 방법입니다. 통계학적으로 입자의 분포를 알 수 있는 방법은 맥스웰-볼츠만 분포, 보스-아인슈타인 분포, 그리고 페르미-디락 분포 이렇게 3가지가 있습니다. 물론 고농도로 물질이 도핑되어 있을 때에는 다수 캐리어 1개는 불순물 원자와 동일하게 취급합니다. 불순물 농도에 의해 다수 캐리어의 농도도 결정되는 것입니다. 하지.. 2022. 5. 14. 반도체와 캐리어 개념 반도체는 그 단어 자체에서 나타나듯이, 조건에 따라 도체일수도, 부도체일수도 있습니다. 그렇다면 그 조건은 어떤 것이고 어떻게 정의될까요? 여기서 등장하는 것이 바로 캐리어(carrier)입니다. 또한, 대부분의 물리전자 전공 서적이나 관련 글들은 여기서부터 본격적인 수식과 복잡한 용어들이 등장하게 됩니다. 그러나 이 포스팅에서는 가볍게 대화하듯이, 수식과 복잡한 말들을 최소화하여, 반도체와 캐리어 개념을 정리해보겠습니다. 최대한 쉽게, 쉬운 설명으로 정리해보겠습니다. 캐리어는 전도대의 전자와 가전자대의 정공으로 이루어져 있기 때문에, 이 글에서는 캐리어의 유효 질량과 그 개념, 전류의 전도 성분과 진성(intrinsic) 및 불순물(extrinsic, 외인성으로 번역됩니다) 반도체의 캐리어 농도를 정리.. 2022. 5. 8. 고체의 결합과 에너지 밴드 '물리전자공학', 간단히 '물리전자'는 반도체공학의 핵심 학문이라고 생각합니다. 특히, 반도체 소자 중에서 다이오드나 트랜지스터, 그리고 메모리와 같은 소자에 대한 신뢰성에 관련된 문제를 살펴볼 때 기본으로 응용되는 학문인 것 같습니다. 이런 관점에 기초하여, 고체의 결합에 대해서 살펴보고 이어서 에너지 준위 변화와 밴드 형성에 대하여 정리해보겠습니다. 고체의 결합은 두 원자가 각각의 궤도가 겹칠 정도로 충분히 가까워지면서 고체가 형성되는 경우를 말합니다. 이때, 원자 사이의 '전기음성도' 차이에 따라 고체의 결합은 금속 결합, 공유 결합, 이온 결합으로 나뉘게 됩니다. 여기서 공유결합은 비금속 결합을 말하는데, 전기음성도의 유사성 정도에 따라 다시 무-극성(non-polar) 공유결합과 유-극성(pol.. 2022. 5. 7. 이전 1 다음