반도체소자공학 최종 정리 족보

I. CH. 7 pn 접합

pn 접합은 반도체 소자의 핵심 구성 요소로, n형 반도체와 p형 반도체가 접합된 형태로 이루어진다. n형 반도체에서는 전자가 주요 캐리어로 작용하고, p형 반도체에서는 정공이 주요 캐리어로 작용한다. 이러한 두 가지 반도체의 결합은 반도체 소자에서 전기적 특성과 작동 메커니즘을 결정짓는다. pn 접합이 형성되면, 접합면에서 전자와 정공이 서로 만나 재결합하게 된다. 이 과정에서 전자는 정공을 채워주고, 이는 주변의 전자 밀도를 감소시킨다. 이 현상은 접합부 근처에 전하가 고갈된 영역을 형성하게 되는데, 이 지역을 고갈층이라고 부른다. 고갈층은 n형 영역과 p형 영역 사이에 존재하며, 이는 전위 장벽을 형성하여 전하의 이동을 방해한다. 전위 장벽으로 인해 외부 전압이 가해지지 않는 한 전자가 n형에서 p형으로 자유롭게 이동할 수 없다. pn 접합의 전기적 특성과 중요한 특성 중 하나는 ‘바이폴라 전류’의 생성이다. 순방향 바이어스가 가해지면, n형 반도체의 전자가 p형 반도체로 이동할 수 있게 되고, 정공은 n형 영역으로 이동하게 된다. 이로 인해 pn 접합 부근에서 전하 운반체가 증가하고, 결과적으로 전류가 흐르게 된…