전공지식 20

Ohmic contact & Schottky contact

Schottky Ohmic 금속 + lightly doped 금속 + heavily doped PN juction과 비슷 낮은 저항 특별한 경우, 원치 않음 (저항을 높이기 때문)(장벽) 많이 쓰임 Rectifying (정류) , 차라리 PN junction을 씀(누설이 큼) Non - rectifying (V=IR) 진공준위 : 전자가 물질과 완전히 떼어짐 전자 친화도 : 진공준위 ~ 전도대 (금속은 없음) 일함수 : 진공준위 ~ 페르미 레벨 일반적으로 메탈의 일함수가 n-type Si의 일함수보다 크다. Si의 전자가 metal로 이동하면서 Fermi level이 align된다. 이에 따라 밴드들이 휘어진다. Schottky condtact Forward 메탈에서 실리콘으로 이동하는 전자는 일정하지만..

PN diode

Diode 두개의 전극, 한 방향으로만 전류 흐르는 소자 PN Diode PN juction으로 구성되는 다이오드 Space charge region = Depletion region = 공핍 영역 캐리어가 없고 Ion만 남은 영역 P 부분이 Anode(양극) N 부분이 Cathode(음극) Forward bias P에 (+), N에 (-) 다수 캐리어에 의해 큰 전류 발생 Reverse bias P에 (-), N에 (+) 소수 캐리어에 의해 작은 전류 발생 bias 커지게 되면 breakdown 발생 (breakdown 내용 추가 필요)

high-k, low-k

캐패시턴스가 높다 → 분극 현상이 잘 형성된다 → 채널을 잘 형성 캐패시턴스가 낮다 → 분극 현상이 잘 안일어난다 → 절연이 잘된다 미세화 되면서 gate insulator의 면적 A가 줄어들게 된다. t도 줄이는데 한계가 있다. (t를 줄이기 위해 ALD를 사용한다.) 따라서 k를 높여줌으로서 커패시턴스 C를 올려주어야 한다. 비유전율 κ = εr = ε / ε0 high-k k→∞ 게이트옥사이드, DRAM의 캐패시터에 쓰인다. low-k k→1 절연막에 쓰인다. (어떤 물질이 대표적으로 쓰일까?) SiO2 유전율 3.9 진공에서 유전율이 1이다. 공기도 거의 유전율이 1이다. 원래 반도체 게이트 옥사이드로 SiO2가 사용되었었고 이에 따라 4보다 작은 것이 low-k 4보다 큰 것이 high-k로 불..

에너지 밴드 다이어그램

파울리의 배타원리 (작성 필요) Filled state(가전자대) 전자가 가득 차 있는 공간 전자가 이동해도 다른 전자가 바로 채우게 된다. → 전류X Conduction band(Ec) 위쪽이다. Empty state(전도대) 전자가 텅 빈 공간, 전자가 존재한다면 그 움직임이 곧 전류가 된다. Valence band(Ev) 아래쪽이다. 최외각 전자 궤도 Energy bandgap Ec와 Ev 사이의 간격 전자가 튀어나갈 수 있는 조건 도체 부도체 반도체 Bandgap이 크다 → 절연성 → Insulator(부도체) Bandgap이 Overlap 되어있다. → 전도성 → Conductor(도체) Bandgap을 제어할 만한 수준이다 → Semi-conductor(반도쳬) 여기에 도핑을 통해서 전자나 정..

주기율표

1족 알칼리 금속 (수)리나칼루세프 (수소) 리튬 나트륨 칼륨 루비듐 세슘 프랑슘 2족 알칼리 토금속 베마칼스바라 베릴륨 마그네슘 칼슘 스트론튬 바륨 라듐 13족 붕소족 붕알갈인탈 붕소 알루미늄 갈륨 인듐 탈륨 14족 탄소족 탄규저주납 탄소 규소 저마늄 주석 납 15족 질소족 질인비안비 질소 인 비소 안티모니 비스무트 16족 산소족 산황셀텔폴 산소 황 셀레늄 텔루륨 폴로늄 17족 할로젠 플염브아아 플루오린 염소 브로민 아이오딘 아스타틴 18족 비활성 기체 헤네아크제라 헬륨 네온 아르곤 크립톤 제논 라돈 준금속 B Si Ge As Sb Te

반도체에 사용되는 원소

반도체에서 가장 많이 쓰이는 물질 Si 실리콘 원자 사이의 간격이 1.17Å 정도이다. SiO2 : 부도체, 절연막 Si3N4 : 부도체, 절연막 (sio2와 si3n4 비교 필요) Al : 금속 배선 W : 금속 배선 Cu : 금속배선 텅스텐이나 알루미늄 보다 요새 구리로 넘어오는 추세이다. 선폭이 줄어듦 → 저항이 높아짐 → resistivity가 낮은 물질 필요 → Cu 사용 → damascene 공정이 추가 → CMP 공정 중요도 상승 (포토의 DOF 때문) Organic Material (PR) : C H O N S Ge, GaAs는 매우 비싸다. 항공이나 우주에 쓰인다.

원자와 전자

원자 = 원자핵(양성자+중성자) + 전자 원자(Atom) : 화학 반응으로 더 쪼갤 수 없는 단위입니다. 원자핵 : Nucleus 양성자 : Proton (H+) mass : 1.67 x 10-24 g charge : +1.6 x 10-19 coulomb 전자 : Electron (e) mass : 9.1 x 10-28 g charge : -1.6 x 10-19 coulomb 음의 전하를 띄는 입자로서 전자 무게의 300배가 양성자의 무게일 정도로 매우 가볍습니다. 이렇게 가벼운 전자가 화합적 결합을 만드는 요인이 되는 것입니다. 자유전자 : 원자핵의 인력에서 벗어난 전자로서 전류 발생시킵니다. 가전자 : 잡혀있는 전자입니다. 중성자 : Neutron 양성자의 무게 = 중성자의 무게 정공 : Hole 가..