이번 포스팅에서는 PN Junction에 대해서 다루려고 합니다.
1. PN JUNCTION이란?
PN Junction이란 것은 문자 그대로 P Type과 N Type의 반도체가 결합한 형태의 반도체 소자를 뜻합니다.
PN junction을 만들 때는 위와 같은 형태로 만듭니다.
P-Type Si 위에 Donor Ion을 Implantation이나 Thermal Diffusion을 통해 Doping하여 N-Type 반도체로 변하도록 합니다.
그런 과정을 거치면 위와 같은 PN Junction이 만들어지게 됩니다.
2. Implantation이란?
간단하게 말씀드려서 총같은 것에 Ion을 장전하고 Doping하고자 하는 곳에 발사해서 ion을 어떤 기판 위에 때려박는 것이라 생각하시면 됩니다.
3. Thermal Diffusion이란?
Thermal Diffusion이라는 것은 Doping하고자 하는 물질을 기판 위에 올려둡니다. 기판 위에 올려둔 물질에 열을 가해 온도를 높이면 dophant가 기판으로 농도차에 의해 Diffusion해서 이동하게 됩니다.
<X축은 Real Space, Y축은 Donor와 Acceptor의 Concentration>
가장 좌측에서부터 Diffusion이 시작되어서 P-Type쪽으로 침투해 들어가기 때문에 좌측에서 우측으로 갈수록 Nd의 Concentration이 Exponential하게 감소하는 것을 볼 수 있을 것입니다. 그리고 계속 감소해서 결과적으로 Nd-Na=0이 되는 지점, 즉 Nd=Na가 되는 지점까지가 N-Type으로 되게 됩니다. Nd가 Na보다 1이라도 많으면 그 반도체를 N-type라고 하기 때문이지요.
이런 식의 방법으로 PN Junction이 만들어지게 됩니다.