안녕하세요 교수님! 너무 좋은강의 잘 듣고있습니다. 강의를 듣다가 의문이 생겨 질문글 남깁니다. nopo = ni^2이라는 식은 intrinsic, extrinsic를 포함한 어떤 문제상황에서도, no에서 po를 구할때, po에서 no를 구할때라면 언제든 사용 가능한것인가요?? 감사합니다.
교수님 안녕하세요 명강의 감사합니다. 질문이 있습니다. 1. N형 반도체를 제작할 때, 5가 원소의 도핑 농도를 높이게 되면 도너레벨에 존재하는 전자(잉여전자)의 양이 많아지는 것을 의미하는게 맞나요? 2. 공핍층의 폭과 도핑농도의 관계를 공부하며 궁금한점이 생겼습니다. 도핑농도를 N타입 반도체에 100 , P타입 반도체에 100 을 했을 때보다 N타입 반도체에 120 , P타입 반도체에 100을 했을 때 PN접합 시 정공과 자유전자의 결합쌍(확산으로 인한 결합)이 더 많이 생기나요? 즉, N타입 P타입 중 한쪽의 도핑농도만 증가시켰을 때 PN접합에서 자유전자와 정공의 결합쌍이 더 많이 생기는지 궁금합니다. (N타입, P타입 둘다 도핑농도를 증가시킬때도 계면에서 정공과 자유전자의 결합쌍은 더 많이 생기겠죠?)
안녕하세요 교수님! 질문이 있습니다. 그럼 compensated 반도체(n타입)에서 N_a가 a만큼 N_d 가 d만큼 도핑한 경우 complete ionization 상태에서 두 도핑된 impurity는 모두 ionized 된 것인걸로 간주하는지(d+a만큼 ionized) 아니면 d-a 만큼 ionized 된 것이라고 간주하는 지 궁금합니다.
안녕하십니까 교수님 강의 너무 잘 듣고 있습니다. 다름이 아니라 강의 중에 궁금한 점이 생겨 댓글 남깁니다. 온도에 따른 캐리어 농도 그래프에 대한 질문입니다. 제가 궁금한 점은 캐리어 농도 그래프가 그려지는 도핑이 어느 정도 된 물질을 대상으로 그려진 그래프인지 입니다. 만약 도핑이 아예 되지 않은 매우 순수한 intrinsic material이라면 저 그래프가 그려지지 않고 직선으로만 그려지는 것인가요?
안녕하세요 교수님, 강의를 잘 듣고 있는 대학생입니다. 다름이 아니라 수업 내용 관련하여 궁금한 점이 있어 댓글 남깁니다. 2:45 에 영상을 보면 이차 방정식의 해를 통하여 n0 값을 구할 수 있는 건 이해하였습니다. 그러나 왜 (-)근은 사용하지 않는지 궁금하여 댓글 남깁니다. 항상 행복하세요!!
1. 강의에서 보았듯이, n0 는 정확히는 유도된 식 (Nd-Na/2 + sqrt(...)) 에 의해 결정됩니다. 다만 n0 = Nd 라고 근사해도 오차가 거의 발생하지 않습니다. 그리고 당연히 equilibrium 에서는 mass action law 를 만족합니다. 2. 도핑 과정에서 majority carrier 가 늘어난 만큼 minority carrier 는 감소합니다. 그것이 mass action law 입니다. Ge 만 그런것이 아니라, 모든 반도체가 그렇습니다.
안녕하세요 교수님 수업 잘 듣고 있습니다! ni 구하는 공식 안에 있는 Nc와 exp()안 둘다 온도에 영향을 미치지만 exp()에 대한 의존도가 더 크기 때문에log(ni)는 T^-1에 비례하는 것으로 알고 있습니다. 이때 300K에서의 ni값과 변화된 KT값이 주어졌을때 문제를 어떻게 접근해야될까요 ㅜㅜ?
교수님. 항상 강의 잘 듣고 있습니다. 감사합니다. 공부 도중 문득 궁금한 점이 생겼습니다. 열적 평형인 경우인데요. 사전적 정의로는 두 물리적 시스템 간에 열흐름이 없는 경우로 열평형을 정의하는데 반도체 내 전자 및 정공 농도를 분석할 때 열적 평형이 된다는 보장이 있을까요? 반도체 내의 입자의 상호 작용에서 열적 평형이 되는 조건이 궁금합니다.
교수님 지금 이파트는 아닌데 한가지 궁금한게 있는데 혹시 net electron charge 가 정확히 어떤건가요..? uncompensated donor charge 랑 비교해서 그래프가 그려져 있는것을 보는데 net electron charge 단어의 의미를 잘 모르겠습니다
질문하는 상황이 정확히 무엇인지 모르니 정확한 답변이 어려운데, 아무튼 uncompensated donor charge 의 뜻은 donor 가 형성하는 fixed charge 를 뜻합니다. 다시 말하면, donor 를 주입하게 되면 전자를 1개 내어주고 원자핵은 양(+)의 전하를 띄게 됩니다. 이렇게 고정된 채(fixed), donor 의 원자핵이 만들어내는 양의전하를 uncompensated donor charge 라고 부릅니다.
교수님 답변감사드립니다. 강의에서는 Nd가 ni에 비해 dominant하게 크지않기 때문에 n0를 Nd라고 할 수 없는 내용인건 이해했습니다. 그렇다면 n0를 ni+Nd라고 놓으면 정확하겠다고 생각해서 그렇게 단순합을 구해보니 7.4*10^13 cm^(-3) 이었습니다. 그렇다면 charge neutrality의 식에서 나온 정확한 식에 대입한 값과 같아야할터인데 그 값은 5.97*10^13 cm^(-3)입니다. 이 두 값이 왜 다르게 나오는지에 대한 궁금증이었습니다.
안녕하세요 교수님? 캐리어 농도의 온도 의존성 부분을 듣다가 의문이 생겨 질문을 남깁니다. Si에 도너만 도핑된 경우 extrinsic region에선 농도가 일정하다고 되어있는데 만약 여기에 도너보다 낮은 농도의 억셉터를 추가로 도핑한다면 extrinsic region에서도 캐리어 농도가 증가하나요?
@@DevicePhysics 그럼 annealing에서 진행되는 activation은 dopant를 Si 격자구조 안에 삽입하는 것이고, 온도에 따라서 달라지는 carrier concentration은 삽입된 dopant에서 carrier가 발생하는 것이라고 생각해도 될까요?
안녕하세요 교수님, 영상내용과는 무관하지만 혹시 8분 40초부터 설명해주신 carrier concentration of according to T 내용의 연장선으로 온도에 따른 Fermi level은 어떻게 바뀌는지 설명해 주실 수 있을까요? 아니면 참고할만한 자료 알려주실 수 있을까요? 감사합니다.
![[물리전자공학|4.6] #페르미레벨의 위치 #열적평형상태에서 페르미레벨이 수평인 이유](http://i.ytimg.com/vi/hPSPFlLsGDw/mqdefault.jpg)
![[물리전자공학|4.6] #페르미레벨의 위치 #열적평형상태에서 페르미레벨이 수평인 이유](/img/tr.png)
![[물리전자공학|5.1] #캐리어의 드리프트 속도 #이동도 #산란 #속도포화](http://i.ytimg.com/vi/HjjctGHY6es/mqdefault.jpg)
![[물리전자공학|3.1] #크로니-페니 모델 #에너지밴드의 생성 원리 #conduction band #valence band #bandgap](http://i.ytimg.com/vi/KZcVoVjouVk/mqdefault.jpg)
![Megan Thee Stallion - Roc Steady (feat. Flo Milli) [Official Video]](http://i.ytimg.com/vi/HozPPyqW0dY/mqdefault.jpg)
![[물리전자공학|4.1] #열적평형상태에서의 캐리어 농도 #n-type, p-type 반도체 #페르미레벨 위치의 의미 #반도체의 일함수(workfunction) 정의](/img/1.gif)
진짜 모든 강의가 깔끔하고 핵심적인 것들을 콕콕 이해가 잘 가게 설명 잘해주시는 것 같습니다 학부수업 이해 안가는 부분 보충 뿐만 아니라 반도체 관련 대기업 외국계 중견기업 면접대비까지 가능한 강의에요 진짜
ㅇㅈㅇㅈ 진짜 최고의 강의
교수님 항상 감사합니다! 거의 매일 보고 있어요!
안녕하세요 교수님! 너무 좋은강의 잘 듣고있습니다. 강의를 듣다가 의문이 생겨 질문글 남깁니다. nopo = ni^2이라는 식은 intrinsic, extrinsic를 포함한 어떤 문제상황에서도, no에서 po를 구할때, po에서 no를 구할때라면 언제든 사용 가능한것인가요?? 감사합니다.
열평형상태일 때 intrinsic, extrinsic 모두 사용 가능합니다.
교수님 안녕하세요 명강의 감사합니다. 질문이 있습니다.
1. N형 반도체를 제작할 때, 5가 원소의 도핑 농도를 높이게 되면 도너레벨에 존재하는 전자(잉여전자)의 양이 많아지는 것을 의미하는게 맞나요?
2. 공핍층의 폭과 도핑농도의 관계를 공부하며 궁금한점이 생겼습니다.
도핑농도를 N타입 반도체에 100 , P타입 반도체에 100 을 했을 때보다 N타입 반도체에 120 , P타입 반도체에 100을 했을 때 PN접합 시 정공과 자유전자의 결합쌍(확산으로 인한 결합)이 더 많이 생기나요? 즉, N타입 P타입 중 한쪽의 도핑농도만 증가시켰을 때 PN접합에서 자유전자와 정공의 결합쌍이 더 많이 생기는지 궁금합니다.
(N타입, P타입 둘다 도핑농도를 증가시킬때도 계면에서 정공과 자유전자의 결합쌍은 더 많이 생기겠죠?)
1. 강의에서 설명했듯이 도너레벨은 그냥 이온화에너지를 표현해주기 위한 레벨입니다. 따라서 도핑농도를 높여주면 conduction band 의 전자가 증가하는 것입니다.
2. 결합쌍이라는 것이 정확히 무슨 의미인지 모르겠습니다.
안녕하세요 교수님! 질문이 있습니다. 그럼 compensated 반도체(n타입)에서 N_a가 a만큼 N_d 가 d만큼 도핑한 경우 complete ionization 상태에서 두 도핑된 impurity는 모두 ionized 된 것인걸로 간주하는지(d+a만큼 ionized) 아니면 d-a 만큼 ionized 된 것이라고 간주하는 지 궁금합니다.
complete ionization 상태라고 했으므로, 둘 다 전부 이온화 합니다 (이게 질문이 맞나요?).
안녕하세요 교수님! 온도 - 캐리어 농도 그래프 관련 질문있습니다.
1, 2구간에서 열 에너지가 이온화 에너지로만 사용되어 이온화에 의한 캐리어만 존재하고 생성에 의한 캐리어는 존재하지 않는지 궁금합니다.
감사합니다.
생성에 의한 캐리어도 존재합니다.
@@DevicePhysics 감사합니다!!
그리고 donor와 acceptor를 모두 도핑하는 경우가 흔하다고 말씀해주셨는데 두개 다 도핑하는 이유가 뭔지 궁금합니다. n-type 반도체라면 donor만, p-type 반도체라면 acceptor만 도핑하면 될거라고 생각했는데 그렇지 않은 이유가 무엇인가요..?
댓글로는 설명이 힘들고, 공정과목에서 배우게 될 것입니다.
인접 소자와의 isolation을 위해 well 공정을 하기 때문에 서로다른 dopant 가 같은 위치에 주입되는 경우가 있습니다.
답변 감사합니다.! STI를 기준으로 다른 타입의 well을 쓰기 위해 도핑하는 것을 말씀하시는건가요?
@@하하-c3t1w 네 그렇습니다. 제가 말한건 한가지 예시이며 다른 상황도 많이 있습니다.
@@DevicePhysics 답변 감사합니다! 그 부분은 따로 공부해봐야겠네요!
안녕하십니까 교수님 강의 너무 잘 듣고 있습니다.
다름이 아니라 강의 중에 궁금한 점이 생겨 댓글 남깁니다.
온도에 따른 캐리어 농도 그래프에 대한 질문입니다.
제가 궁금한 점은 캐리어 농도 그래프가 그려지는 도핑이 어느 정도 된 물질을 대상으로 그려진 그래프인지 입니다.
만약 도핑이 아예 되지 않은 매우 순수한 intrinsic material이라면 저 그래프가 그려지지 않고 직선으로만 그려지는 것인가요?
도핑된 반도체에서의 그래프입니다.
intrinsic Si 인 경우에는 ni 만 존재하니까 그래프안에 까만 점선으로 표시된것처럼 그려집니다.
안녕하세요 교수님, 강의를 잘 듣고 있는 대학생입니다.
다름이 아니라 수업 내용 관련하여 궁금한 점이 있어 댓글 남깁니다.
2:45 에 영상을 보면 이차 방정식의 해를 통하여 n0 값을 구할 수 있는 건 이해하였습니다.
그러나 왜 (-)근은 사용하지 않는지 궁금하여 댓글 남깁니다. 항상 행복하세요!!
농도가 음수가 되면 안되겠죠.
@@DevicePhysics 아 이해하였습니다. 감사합니다!! 좋은 주말 보내세요!
안녕하세요! 좋은 강의 감사합니다.
n0, p0의 개수에 대해 단번에 이해가 되지 않아서 질문합니다.
도너만 도핑한 n-type을 예시로 들면 n0 * p0 =ni^2 을 항상 만족하면서 n0 = p0 + Nd 을 만족하는 것인가요?
감사합니다
추가로, example에서 Ge를 보면 p0의 값이 ni 값보다 작은 것을 확인할 수 있는데, 도핑과정에서 정공의 수가 작아지는 원인/이유도 궁금합니다. 감사합니다
1. 강의에서 보았듯이, n0 는 정확히는 유도된 식 (Nd-Na/2 + sqrt(...)) 에 의해 결정됩니다.
다만 n0 = Nd 라고 근사해도 오차가 거의 발생하지 않습니다.
그리고 당연히 equilibrium 에서는 mass action law 를 만족합니다.
2. 도핑 과정에서 majority carrier 가 늘어난 만큼 minority carrier 는 감소합니다. 그것이 mass action law 입니다.
Ge 만 그런것이 아니라, 모든 반도체가 그렇습니다.
@@DevicePhysics답변 감사합니다!
감사합니다!
교수님 물전 해당 강의 듣고 다음에 들어야할 강의가 무엇일까요?(교수님 유튜브 강의 중에서용). 학교에서 물전 수강주인데 해당 재생목록은 중간고사 범위 정도라서요
[기초반도체공학]입니다.
안녕하세요 교수님 수업 잘 듣고 있습니다! ni 구하는 공식 안에 있는 Nc와 exp()안 둘다 온도에 영향을 미치지만 exp()에 대한 의존도가 더 크기 때문에log(ni)는 T^-1에 비례하는 것으로 알고 있습니다. 이때 300K에서의 ni값과 변화된 KT값이 주어졌을때 문제를 어떻게 접근해야될까요 ㅜㅜ?
질문이 무슨뜻인지 모르겠습니다. ni값과 kT(?)값이 주어졌고, 그래서 문제가 무엇을 구하라는 것인가요?
300k에서의 ni값이 주어졌고 400k에서 si의 전자의 no 구하는 문제였습니다. 이때 Na가 10^15민큼 doping된 상태였습니다!
@@Bon-gz7yl 1) 먼저 400K 일 때 ni 값을 구하면 됩니다. 이전 강의에서 배운 ni 식을 이용해서, 온도가 바뀌었을 때 Nc, Nv 값의 변화를 고려해주면 됩니다.
2) 그 다음 이 강의에 서 배운 식으로 n0 를 구하면 됩니다.
안녕하세요 교수님, 강의를 듣다가 궁금한 점이 생겨 댓글 남깁니다 8분 10초쯤 설명해주신 n0 캐리어의 농도를 구할 때 그냥 ni+Nd(intrinsic carrier 농도+doping 농도)를 한 것과 어떤 차이점 때문에 다른지 궁금합니다.
강의 제일 처음에 설명하였듯이, 반도체가 equilibrium 상태에 놓여있으면 전하중성조건을 만족해야 합니다. 따라서 강의에서 유도한 식이 나오게 된 것입니다.
다만 실리콘 같은 경우, 대부분의 상황에서 ni
교수님. 항상 강의 잘 듣고 있습니다. 감사합니다.
공부 도중 문득 궁금한 점이 생겼습니다.
열적 평형인 경우인데요.
사전적 정의로는 두 물리적 시스템 간에 열흐름이 없는 경우로 열평형을 정의하는데
반도체 내 전자 및 정공 농도를 분석할 때 열적 평형이 된다는 보장이 있을까요?
반도체 내의 입자의 상호 작용에서 열적 평형이 되는 조건이 궁금합니다.
[물리전자공학|3.8]에서 이미 설명하였으니 참고바랍니다.
@@DevicePhysics 넵!
안녕하세요 교수님 영상 잘 보고 있습니다 다름이아니라 intrinsic 상태에서 발생하는 2nd breakdown가 일어나는 과정에 대해서 설명해주실 수 있나요
2nd breakdown 이란 용어를 처음 들어 봅니다.
Intrinsic상태에서 고온에 노출되면 스트레스로인해 소자?의 이상이 생길 수 있다고 들었습니다
@@EcEvEp intrinsic 상태라는게 무슨 의미인가요? 그리고 어떤 소자에서 어떤 종류의 스트레스(?)를 물어보는 것인가요? 질문을 구체적으로 하길 바랍니다.
교수님 지금 이파트는 아닌데 한가지 궁금한게 있는데 혹시 net electron charge 가 정확히 어떤건가요..?
uncompensated donor charge 랑 비교해서 그래프가 그려져 있는것을 보는데 net electron charge 단어의 의미를 잘 모르겠습니다
질문하는 상황이 정확히 무엇인지 모르니 정확한 답변이 어려운데, 아무튼 uncompensated donor charge 의 뜻은 donor 가 형성하는 fixed charge 를 뜻합니다.
다시 말하면, donor 를 주입하게 되면 전자를 1개 내어주고 원자핵은 양(+)의 전하를 띄게 됩니다. 이렇게 고정된 채(fixed), donor 의 원자핵이 만들어내는 양의전하를 uncompensated donor charge 라고 부릅니다.
Ge의 n0를 구하는 예제에서 n0=ni+Nd로 놓으면 왜 오차가 발생하는지 궁금합니다. intrinsic carrier concentration+Donor concentration 이 n0가 되는것이 이론상으로 비약이 없다고 생각하였습니다.
n0=ni+Nd 로 놓아서 오차가 발생한 것이 아닙니다. n0 = Nd 로 간주하면 오차가 발생한다는 것입니다.
강의 내용을 다시 이해해보길 바랍니다.
교수님 답변감사드립니다.
강의에서는 Nd가 ni에 비해 dominant하게 크지않기 때문에 n0를 Nd라고 할 수 없는 내용인건 이해했습니다.
그렇다면 n0를 ni+Nd라고 놓으면 정확하겠다고 생각해서 그렇게 단순합을 구해보니 7.4*10^13 cm^(-3) 이었습니다.
그렇다면 charge neutrality의 식에서 나온 정확한 식에 대입한 값과 같아야할터인데 그 값은 5.97*10^13 cm^(-3)입니다.
이 두 값이 왜 다르게 나오는지에 대한 궁금증이었습니다.
@@yh7243 n0 = ni+Nd 라는 식 자체가 근사식입니다.
정확히는 charge neutrality 를 고려하면 n0 = Nd + p0 가 되어야 합니다.
답변 감사드립니다
안녕하세요 교수님? 캐리어 농도의 온도 의존성 부분을 듣다가 의문이 생겨 질문을 남깁니다.
Si에 도너만 도핑된 경우 extrinsic region에선 농도가 일정하다고 되어있는데
만약 여기에 도너보다 낮은 농도의 억셉터를 추가로 도핑한다면 extrinsic region에서도 캐리어 농도가 증가하나요?
감소합니다. 즉 전자의 농도는 Nd-Na 가 됩니다.
@@DevicePhysics extrinsic region에서도 캐리어 농도가 증가하는 경우는 없나요?
@@지훈김-s1w질문이 이해가 안됩니다. 원래 질문이 extrinsic region 이 아니었나요?
@@DevicePhysics extrinsic region에서의 캐리어 농도는 도핑한 도너의 농도로 일정한 구간이라고 되어있는데
extrinsic region에서 캐리어 농도가 증가하는 경우는 없는 건가요?
@@지훈김-s1w 질문 자체가 부정확 합니다.
이 강의 영상에서도 설명되어 있듯이, extrinsic 영역에서도 특정 조건에서만 도핑농도=캐리어농도 를 만족합니다.
질문하는 상황이 어떠한 상황인지를 정확하게 알려주어야 농도가 증가하는지 안하는지를 알 수 있습니다.
안녕하세요 교수님 8:06 에서 도핑 농도를 넣어서 구할때 Nd값은 나와있지만 Na는 도핑을 안해서 없는건가요?
즉, Na=0으로 계산하면 되나요?
네 맞습니다.
10:28에서 왜 ni = VB에서 CB로 올라가는 전자 수 인지 설명해주실 수 있나요?
이미 앞의 여러 강의에서 배운 내용 입니다.
교수님 질문이 있습니다! 온도에 따라서 carrier concentration이 달라지는데 이러한 과정을 공정에서 진행하는 RTA라고 생각해도 될까요?
아닙니다. 잘못 이해하고 있습니다.
RTA는 활성화에너지를 가해주어 모든 dopant 를 이온화시키는 공정입니다.
@@DevicePhysics 그럼 강의에서 말씀하신 Nd등의 dopant는 이미 RTA가 완료된 상태의 dopant라고 생각해도 될까요?
@@하하-c3t1w 네. [물리전자공학|4.3]에서 이미 설명하였듯이, annealing 공정을 통해 모든 dopant 는 fully ionization 됩니다.
@@DevicePhysics 그럼 annealing에서 진행되는 activation은 dopant를 Si 격자구조 안에 삽입하는 것이고, 온도에 따라서 달라지는 carrier concentration은 삽입된 dopant에서 carrier가 발생하는 것이라고 생각해도 될까요?
둘다 잘못 이해하고 있습니다. 강의를 다시 보고 이해해보는게 좋겠습니다.
혹시 소수캐리어 생명시간에 대해서 질문드려도 될까요? 혹시 농도가 높을수록 생명시간이 줄어드나요?
감소하는 구간도 있고 아닌 구간도 있기 때문에 단순하게 말하기 어렵습니다.
제가 고 2라 잘 모르는데 도너가 무엇을 뜻하는 건가요?
@@user-mr8pl7mw6j [물리전자공학|4.3] 에 설명이 있습니다.
안녕하세요 교수님, 영상내용과는 무관하지만 혹시 8분 40초부터 설명해주신 carrier concentration of according to T 내용의 연장선으로 온도에 따른 Fermi level은 어떻게 바뀌는지 설명해 주실 수 있을까요? 아니면 참고할만한 자료 알려주실 수 있을까요? 감사합니다.
다음 강의인 [물리전자공학|4.6] 에서 설명하였습니다.