1-1. Semiconductor Materials

-> Solid State Electronic Devices 의 주된 관심사는 electrical behavior of solids

-> 전하의 흐름이 전자의 특성 뿐만 아니라 원자의 배열에도 의존

-> ch1 에서 원자의 배열과 반도체 만드는 법에 대해 알아보자.

※ 반도체(semiconductor)란?

- 금속(metal)과 절연체(insulator) 사이의 전기전도도(electrical conductivity)를 가지는 물질

-> 전기전도도는 temperature, optical excitation, impurity content 에 따라서 달라짐!

-> 불순물 주입 = doping, 100만개 Si 원자에 1개 불순물원자 (주로 3,5가 원자) 넣어도 전도도가 확바뀜!

※ 그럼, 반도체로 쓰이는 원자는?

- elemental semiconductors => Si,Ge 등의 4가 단일원자들로 구성.

- compound semiconductors => 합이 4가가 되는 여러 원자들로 구성.

▶4가+4가 원자

▶3가+5가 원자 => binary compounds ; GaN, GaP, GaAs 등 주로 LED에 쓰임.

▶2가+6가 원자 => TV screen에 쓰이는 ZnS

-> 금속, 절연체와 구별되는 반도체의 특징은 바로 Energy Band Gap(Eg) 이다.

※참고 : 나중에 Chapter 2에서 다룰 내용

<파장과 에너지 사이의 관계식>

GaAs의 Eg = 1.43eV => 약 0.87 μm = 870 nm : 적외선 파장 빛을 냄

GaP의 Eg = 2.3eV => 약 0.54μm = 540 nm : 초록색(연노란색) 가시광선 파장 빛을 냄

기타 등등...

이렇게 여러가지 반도체를 조합해서 여러 범위의 파장 (가시광선,적외선)의 빛을 이용해

LED와 LASER를 만들 수 있다.

semicon-device