Extrinsic Semiconductor   불순물 반도체, 외인성 반도체

(2022-06-03)

불순물 , Compensated Semiconductor, 보상 반도체, p-type Semiconductor, p형 반도체, n-type Semiconductor, n형 반도체


1. 진성 반도체 (Intrinsic Semiconductor)    

  ㅇ 불순물 원자결정 결함을 포함하지 않는 순수한 반도체진성 반도체 참조

  ㅇ 진성 반도체농도 조건 :  no = po = ni
     - ni : 진성 캐리어 농도
     - no, po : 열평형 캐리어 농도


2. 불순물 반도체, 외인성 반도체 (Extrinsic Semiconductor) 이란?

  ㅇ 불순물 원자로 포함시킨, 종류 및 주입 량에 따라, 전기전도도 조절이 가능하게 한 것
     - 어느 한 종류의 반송자가 다른 종류에 비해 많아지게하여, 전기 전도도 조절 가능

  ㅇ 특징
     - 실온에서, 1012 당 1개의 매우 작은 불순물 원자로도, 외인성으로 만들기에 충분함
        . 즉, 상온에서, 거의 대부분의 도너 원자이온화되어, 자유전자,정공을 내놓음
        . 따라서, 상온에서, 도핑된 불순물 농도는, 열생성된 전하 캐리어 농도 보다 훨씬 높음

         
           .. (통상, 반도체 이온화 에너지는 매우 낮은 편임)

  ㅇ 불순물 반도체농도 조건  :  no, po ≠ ni
     - no, po : 열평형 하의 전자 캐리어 농도 또는 정공 캐리어 농도 


3. 불순물 반도체의 종류 

  ㅇ n형 반도체 : 전자가 많음
     - 도너(원자가가 5가인 불순물 원자) 가 전자를 내어줌
        . 5가 원소 불순물 : P (15), As (33), Sb (51)

     - n형 반도체농도 조건 :  no ≫ ni, po
        . no : 열평형 n형 (전자) 다수 캐리어 농도 (no = Nd - Na ≒ Nd, Nd >> Na)
        . po : 열평형 p형 (정공) 소수 캐리어 농도 (po = ni2/no ≒ ni2/Nd)

  ㅇ p형 반도체 : 정공이 많음
     - 억셉터(원자가가 3가인 불순물 원자)가 정공을 내어줌
        . 3가 원소 불순물 : B (5), Al (13), In (49)

     - p형 반도체농도 조건 :  po ≫ ni, no
        . po : 열평형 p형 (정공) 다수 캐리어 농도
        . no : 열평형 n형 (전자) 소수 캐리어 농도


3. 보상 반도체 (compensated, 보상) 

  ㅇ 불순물 반도체 이긴 하나, 
     - 단일 유형 도핑 (p형 또는 n형)이 아닌, 
     - 두 유형 모두를 동시에 도핑함으로써,
     - 도너, 억셉터 불순물 원자들이 둘다 존재하는 반도체

  ㅇ 구분
     - n형 보상  : Nd > Na , Nd - Na > 0
     - p형 보상  : Nd < Na , Nd - Na < 0
     - 완전 보상 : Nd = Na , Nd - Na = 0  (진성 반도체 특성을 보임)



Copyrightⓒ written by 차재복 (Cha Jae Bok)
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