이번 포스팅에서는 온도에 따른 Carrier Concentration의 변화에 대해 포스팅 하겠습니다. 반도체는 온도에 굉장히 민감한 소자입니다. 우리는 전자공학도가 아니더라도 이런 사실을 일상생활을 통해서 충분히 알고 있습니다. 예를 들어 한 여름에 스마트폰을 사용하다보면 스마트폰의 온도가 올라가게 되고, 온도가 올라가면서 점점 스마트폰이 버벅이기 시작하지요. 이런 사실들을 미뤄보았을 때 반도체의 온도가 반도체의 성능에 어느정도 영향을 끼치는 것을 우리는 경험적으로 알 수 있습니다. 그렇다면 어떤 온도가 어떻게 반도체에 영향을 끼칠까요? 이 포스팅에서는 그에 대해 상술하겠습니다. 위의 그림은 온도에 따른 Free Carrier Concentration Diagram입니다. X축은 Temperature의..
이번 게시글에서는 Carrier의 Drift에 대해서 포스팅하려고 합니다. 1. Drift란? Drift라는 것은 Carrier가 이동하는 형태 중 하나를 나타냅니다. 어떤 물질에 Voltage가 가해진다면 Electric Field가 발생하게 됩니다. 이럴 때 Charge를 가진 Carrier라면 당연히 정전기적인 힘에 이끌려 특정한 방향으로 이동하게 되겠지요. 이러한 Carrier의 이동 형태를 Drift라고 합니다. 2. Drift Motion Free Carrier들의 Mobility에 대해서 설명드리려고 합니다. Mobility라는 개념은 간단히 말씀드려서 Free Carrier가 얼마나 빠르게 움직일 수 있는지를 보여주는 Parameter라고 생각하시면 됩니다. 게임으로 치면 '민첩성'같은 개..
이번 글에서는 Carrier의 Thermal Motion에 대해서 설명하려고 합니다. 1. Thermal Motion이란 무엇인가? Carrier는 자연적인 평형 상태에서도 끊임없이 움직이고 있습니다. 무언가가 움직이려면 Energy가 필요한데 Carrier는 어떤 Energy를 가지고 운동할까요? 바로 열에너지를 가지고 운동하고 있습니다. 이런 열에너지를 가지고 운동하는 형태를 Thermal Motion이라고 표현하구요. Electron이 운동할 때 Electron 하나가 가지는 평균적인 운동에너지는 위와 같습니다. 모든 운동 에너지를 Electron의 개수로 나누어주면 Electron 하나가 가지는 평균적인 운동에너지를 구할 수 있겠지요. ※ f(E) * D(E)의 의미 : 위 식을 해석하면 다음과 ..
이번 게시글에서는 MOS CAPACITOR의 Strong Inversion에 대해서 포스팅하려고 합니다. 1. Strong Inversion이란? Strong Inversion Condition은 표면에 축적된 Minority Carrier가 기판에 Doping된 dophant의 농도보다 더 많아진 상태입니다. N+Gate와 P-Type 기판을 기준으로 수식적으로 표현하게 된다면 "ns(Electron on Surface) >> Na(Doped acceptor)"인 상태를 Strong inversion이라고 합니다. 2. 어떻게 확인할 수 있나? Energy Band Diagram의 경우 Strong Inversion, 일반적으로 Inversion Conditino은 Threshold Condition과..
이 포스팅은 모바일에 최적화 되어 있습니다. 1. Threshold Condition이란? Threshold를 영어사전에서 찾아보면 '문턱'이라는 뜻을 발견할 수 있을 겁니다. 한글로 그대로 풀어서 설명한다면, 이 상태가 어떤 것으로 가기 바로 전의 상태고, 이 상태만 넘는다면 무언가가 새로운 것이 될 수 있음을 의미합니다. 그렇다면 그 상태라는 어떤 상태를 이야기 하는 것일까요? 그 상태라는 것은 바로 '도체'가 되기 바로 직전의 상태입니다. Free Carrier의 관점에서 말씀을 드리면 Si과 Oxide의 Interface에 있는 Electron의 농도, 즉 표면에서의 Minority Carrier의 농도가 doped된 Acceptor의 농도와 동일해지는 시점입니다. 이를 수식으로 표현하면 "ns(..