Chapter 2-2) 반도체의 Doping
※시작에 앞서, 학업을 위해 정리해 놓은 내용들이므로 틀린 부분이 있을 수 있다.
Doping을 해서 만들 수 있는 반도체 type에 대해서 알아보고,
Majority Carrier, Minority Carrier에 대한 포스팅이 되겠다.
1. Doping(N type)
2. Doping(P type)
3. Electron andHole Densities
1. Doping(N type)
N type의 Doping은 intrinsic semiconductor에 주기율표 기준 최외각 전자가 5개인 P(인)을 주입함으로써,
하나의 잉여 전자를 만들어 보다 전류를 잘 흐르게 만든 반도체이다.
이 때, P를 무한정 넣어서 반도체를 만드는 게 아니라,
설계하려는 반도체에 따라, P의 주입 정도를 다르게 할 수 있다.
2. Doping(P type)
P type의 Doping은 intrinsic semiconductor에 주기율표 기준 최외각 전자가 3개인 B(붕소)를 주입함으로써,
하나의 공유 결합되지 못한 정공을 만들어 보다 전류를 잘 흐르게 만든 반도체이다.
N type과 마찬가지로 B를 무한정 넣어서 반도체를 만드는 것이 아니라,
설계하려는 반도체에 따라, B의 주입 정도를 다르게 할 수 있다.
3. Electron andHole Densities
위와 같이 Intrinsic semiconductor에 불순물 P, B를 주입함으로써 각 type의 반도체들은 저마다의 전자와 정공의 농도를 가지게 된다.
여기서 먼저 짚고 가야하는 용어가 있는데,
Majority Carrier(다수 캐리어)와 Minority Carrier(소수 캐리어)이다.
Carrier란 '이동자'라고 하며, 반도체 내에서 전류의 흐름을 발생시키는 것을 말한다.
N-type 반도체에서는 잉여 전자가 많은 농도를 차지하게 되므로, 전자를 Majority Carrier가 되고, 정공을 Minority Carrier가 된다.
잉여 전자는 결국 전자를 주는 입장이 되므로, 우리는 N-type에서 전자를 Donor라고 하며, N_D라고 표현을 한다.
P-type 반도체에서는 정공이 많은 농도를 차지하게 되므로, 정공을 Majority Carrier가 되고, 전자가 Minority Carrier가 된다.
정공은 결국 받는 입장이 되므로, 우리는 P-type에서 정공을 Acceptor이라고 하며, N_A라고 표현을 한다.
각 Carrier들의 농도 계산도 가능한데,
다음과 같은 식을 이용하면 된다.
다음 식을 이용한 간단한 예제를 풀어보자.
<문제>
실온에서(300K) N_D = 10^16이라고 하면 n, p를 구하여라.
