1. 진성 반도체 (Intrinsic Semiconductor)
ㅇ 진성 반도체 (intrinsic, 진성) 이란? ↔ 불순물 반도체(Extrinsic Semiconductor)
- 불순물 원자나 결정 결함을 포함하지 않는 순수한 반도체
. 아주 세밀하게 정제되어 불순물을 거의 포함하지 않는 반도체 ☞ 실리콘 순도 참조
.. 결정결함 없이 다이아몬드결정구조로써 이상적으로 구성됨
※ 진성 반도체는, 순수 반도체의 전기적,물성적 특성을 이해하는 기초로 활용되나,
- 실제 응용에서는 외인성 반도체로 변환해 사용되는 경우가 대부분임
2. 진성 반도체의 농도 및 준위
ㅇ 진성 캐리어의 농도 (intrinsic carrier concentration) : ni
- 전도대 전자 농도 = 가전자대 정공 농도 즉, ni = pi
. 열 에너지에 의해 전자 정공 쌍(EHP)으로 만 생성됨
- 例) 실온에서, Si의 ni ≒ 1010 ㎝-3
* [참고] 진성 반도체 캐리어 농도 계산 ☞ 캐리어 농도 참조
. 반도체의 전기 전도도는, 캐리어(전자,정공)의 농도 및 이동도에 의해 결정되는 등
ㅇ 진성 페르미 준위 (intrinsic Fermi Level) : EFi
- 진성 반도체 밴드갭의 중간 근처에 위치
. 전도대 전자 및 가전자대 정공의 유효질량 比에 따라 밴드갭 정 중간에서 약간 벗어남
[# E_{Fi} - E_{midgap} = \frac{3}{4} kT \ln \left( \frac{m^*_p}{m^*_n} \right) #]
* [참고] 페르미 준위는,
. 대개 밴드갭의 중앙에 위치하나, 도핑에 따라 위아래로 이동
.. 이를 통해 n형 또는 p형 반도체의 특성을 예측
. 또한, 페르미 분포함수를 통해 전자와 정공의 농도를 계산 가능 등
3. 진성 반도체 Si,Ge의 비교
※ ☞ Si Ge 비교 참조