반도체공정이론

반도체공정이론

◎ 반도체 공정

1) 반도체
도체와 부도체의 중간물질로 전기저항값이 도체와 부도체의 중간값을 가지는 물질을 말한다.
가) 진성(眞性) 반도체 : 순수한 규소(Si)와 게르마늄(Ge) 등은 저온에서는 부도체에 가깝고, 고온에서는 도체에 가깝다.
* 실리콘 단결정은 실리콘 원자가 규칙적으로 늘어서 있다. 한 개의 실리콘 원자는 최외각에 4개의 전자를 가지는 주기율표상에 4족 원소이며, 서로 이웃하는 전자끼리 공유결합하여 결정을 이루고 있다. 이러한 순수한 실리콘에서는 원자핵에 결합되어 있는 전자가 움직일 수 없기 때문에 실리콘 외부에서 전압을 걸어도 전류가 흐르지 않는다.
나) 불순물(外因性) 반도체 : 진성 반도체에 불순물을 미소량 섞은 n형, p형 반도체를 불순물 반도체라고 한다. 외부에서 불순물을 넣었기 때문에 외인성 반도체라고도 부른다. 대부분의 반도체는 진성 반도체가 아니고 불순물 반도체이다.
① n형 반도체 : 외각 전자가 4개(14족)인 규소(원자번호 14번)나 게르마늄(원자 번호 32번) 등에게 외각 전자가 5개(15족)인 인(P), 비소(As), 안티몬(Sb) 등의 원자를 불순물로 넣으면 규소 원자와 바뀌어지면서 4개씩은 결합하고, 원자 1개당 자유 전자 1개씩 남게 된다. 이 자유 전자는 결정 내를 자유로이 운동할 수 있으므로 외부에서 전기장을 걸어주면(전압을 공급하면) 이 전자의 이동에 의해 전류가 흐르게 된다. 이와 같이 결정 내에 만들어진 전자의 이동에 의해 전하를 운반하는 반도체를 n형 반도체(negative)라고 한다.
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