해커스잡 김동민선생님의 반도체핵심완성강의 수강하였습니다.
오늘은
[핵심이론] Energy band와 Fermi level
[소자] p-n junction 1 : Depletion layer / Doping concentration에 따른 변화
[공정] 8대 공정 개요 및 Oxidation & CMP
Energy band와 외부 전압에 따른 p-n junction의 변화
에 대하여 학습하였습니다.
김동민 선생님 강의는 항상 강의자료를 나눠주셔서 참 좋은 것 같아요.
제가 전공자가 아니기 때문에 모르는 부분이 많은데 이 강의를 통해 다양한 지식을 얻을 수 있었습니다.
중요내용 정리해드리겠습니다!
CMP
발생 가능 Issue
스크레치(깍아내는 작업이다 보니)
Selectivity 차(연마 선택비) : B물질만 반응하여 절삭되어야 하는데 A물질도 절단되는 경우
Dishing effect : 일정 물질이 과하게 연마 ( 생각보다 많이 깍임)
1.반도체 8대 공정 전반에 대해 설명하시오
2. MOSFET에서 Oxide와 Semiconduct 접합면의 특성을 개선시키기 위한 Oxidation 방법, 그 원리
3. CMP 공정에 대해 설명
1강 [핵심이론] energy band와 fermi level
1. 반도체의 이론적 분류 – 불순물 doping 여부
- Intrinsic : 불순물 X
- Extrinsic : n-type, p-type, compensated
2. Energy band
- 정의 : 단 원자 상태가 아닌 원자가 집단을 이루고 있을 때, 전자의 에너지 준위 구조
3. Energy band gap
- 실리콘(Si)을 예시로 가정한다면, 최외각 껍질인 세 번째 껍질은 3S와 3P로 나누어진다.
- 3S에는 전자가 2개, 3P에는 전자가 2개, state가 4개 존재
- 원자간 거리가 가까워질수록 3S와 3P가 overlap되면서 electron과 state의 에너지 준위가 나누어진다.
- 이 상태에서 더 가까워지면 에너지 준위가 split 되면서 electron으로 가득 찬 valance band와 state만 가득한 conduction band로 존재하게 된다.
- 그리고 그 사이에는 electron이 안정적으로 존재할 수 없는 구역인 band gap이 형성된다.
4. Energy band에 따른 도체, 반도체, 부도체 분류
- 도체 : conduction band와 valance band가 overlap 되어 있어서 아무리 불순물을 더 넣어도 동일한 양의 전류만 흐르게 된다. 즉, 전기전도도가 제어가 되지 않는다.
- 반도체 : conduction band와 valance band사이의 거리 즉, band gap이 적절하게 떨어져있어서 온도 혹은 불순물을 통해서 전기전도도의 제어가 가능하다.
- 부도체 : conduction band와 valance band사이의 거리 즉, band gap이 너무 멀리 떨어져있어서 불순물을 넣어도 전기가 통하지 않는다. 전기전도도 제어가 되지 않는다.
5. Fermi level
- electron를 발견할 확률이 50%가 되는 가상의 energy level
6. Fermi-Dirac distribution function
- k : Boltzmann 상수, T : 온도(K), E_F : Fermi level
- Fermi-Dirac distribution function에 의해서 fermi level은 수학적으로 계산이 불가능하기 때문에 절대온도 0K에서 fermi level에 전자가 얼마나 존재하는지 알 수 없다. 하지만, 0K에 아주 근접하는 낮은 온도를 대입하면 50% 의 확률이라는 것을 알 수 있기 때문에 절대온도 0K에서 fermi level에 전자가 존재할 확률은 50%가 된다.
7. Carrier concentration
- Equilibrium 상태에서 conduction band 안의 electron의 농도 or valence band 안의 hole 농도
중요 내용들을 적어보았구요. 김동민 선생님 강의는 항상 비유를 통해 비정자 들도 이해하기 쉽게 설명해주시는 것 같습니다.
저처럼 반도체 비정공자들도 이 강의 들으시면 충분히 준비 하실 수 있을 것 같습니다!!!
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