도핑농도가 증가할수록 mobility 값이 감소하는게 맞습니다 (구글에서 검색해보면 관계 그래프를 쉽게 찾을 수 있습니다). 다만 도핑농도가 증가할수록 캐리어의 농도가 증가하기 때문에, 두 가지 효과 (mobility 감소, 캐리어 농도 증가)가 합쳐져서 비저항 값을 결정하게 됩니다. 강의 마지막 부분에 나온 그래프는 실험적으로 측정된 비저항 값입니다. 도핑농도가 1e16 --> 1e18 으로 100배 정도 증가할 때, mobility 는 대략 1/5 정도 감소합니다. 따라서 캐리어의 증가효과가 mobility 감소 효과보다 크기 때문에, 전체적으로 도핑농도가 증가하면 비저항이 감소하는 경향을 가지게 됩니다.
@@DevicePhysics 안녕하세요 교수님 강의 정말 유익하게 잘 듣고 있습니다 감사합니다! 위의 내용에 대해 추가적으로 질문이 있는데요 책에 보면 fully ionization 됐을경우 전도도는 도핑농도와 비례(식 5.24)한다고 나와있는데 mobility는 반비례한다고 나와있습니다.(식 5.16) 그렇다면 비례상수를 제외하면 도핑농도에 관한 파라미터는 상쇄되어서 결국 전도도는 일정해야하는 것 아닌가요?? 뭔가 다른 변수가 있을까요? 아니면 그냥 위 계산들은 근사적으로 한것이라서 실험으로는 다른결과가 나온다고 생각해야하나요?
@@charlieahn3085 "비례상수를 제외하면 도핑농도에 관한 파라미터는 상쇄되어서" --> 이 말이 무슨 뜻인지 모르겠습니다. 이전 댓글에 답변했듯이 도핑농도가 증가할 때 mobility 가 감소하는 효과보다 캐리어 증가효과가 더 크기 때문에, 결과적으로 전도도가 증가합니다.
diffusion 을 무시하기 위한 이유도 있고, 균일하지 않은 반도체라면 resistivity도 위치에대한 함수가 되며, 전기장도 위치에 대한 함수가 되기 때문에, resistivity와 conductivity 사이의 관계를 강의에서처럼 쉽게 유도하기 어렵습니다. 즉 문제를 단순화시키기 위한 가정입니다.
![[물리전자공학|5.4] #확산 전류](http://i.ytimg.com/vi/aHMN9FNv1MI/mqdefault.jpg)
![[물리전자공학|5.4] #확산 전류](/img/tr.png)
![[물리전자공학|5.1] #캐리어의 드리프트 속도 #이동도 #산란 #속도포화](http://i.ytimg.com/vi/HjjctGHY6es/mqdefault.jpg)
![[물리전자공학|4.5] #도핑농도와 캐리어농도의 상관관계 #전하중성조건 #캐리어농도의 온도 경향성](http://i.ytimg.com/vi/rYXPops2p5Q/mqdefault.jpg)
교수님, 강의 마지막 부분에 도핑농도와 비저항 값의 관계에 대해서 질문이 하나 있습니다. 앞선 강의에서 도핑 농도가 높아질수록 모빌리티가 감소한다고 설명해주셨는데, 비저항과 도핑 농도의 관계에서는 도핑 농도에 따른 모빌리티 값의 변화는 고려하지 않아도 되는 것인가요?
도핑농도가 증가할수록 mobility 값이 감소하는게 맞습니다 (구글에서 검색해보면 관계 그래프를 쉽게 찾을 수 있습니다).
다만 도핑농도가 증가할수록 캐리어의 농도가 증가하기 때문에, 두 가지 효과 (mobility 감소, 캐리어 농도 증가)가 합쳐져서 비저항 값을 결정하게 됩니다.
강의 마지막 부분에 나온 그래프는 실험적으로 측정된 비저항 값입니다.
도핑농도가 1e16 --> 1e18 으로 100배 정도 증가할 때, mobility 는 대략 1/5 정도 감소합니다.
따라서 캐리어의 증가효과가 mobility 감소 효과보다 크기 때문에, 전체적으로 도핑농도가 증가하면 비저항이 감소하는 경향을 가지게 됩니다.
@@DevicePhysics 안녕하세요 교수님 강의 정말 유익하게 잘 듣고 있습니다 감사합니다!
위의 내용에 대해 추가적으로 질문이 있는데요 책에 보면 fully ionization 됐을경우 전도도는 도핑농도와 비례(식 5.24)한다고 나와있는데
mobility는 반비례한다고 나와있습니다.(식 5.16) 그렇다면 비례상수를 제외하면 도핑농도에 관한 파라미터는 상쇄되어서 결국 전도도는 일정해야하는 것 아닌가요?? 뭔가 다른 변수가 있을까요? 아니면 그냥 위 계산들은 근사적으로 한것이라서 실험으로는 다른결과가 나온다고 생각해야하나요?
@@charlieahn3085 "비례상수를 제외하면 도핑농도에 관한 파라미터는 상쇄되어서" --> 이 말이 무슨 뜻인지 모르겠습니다.
이전 댓글에 답변했듯이 도핑농도가 증가할 때 mobility 가 감소하는 효과보다 캐리어 증가효과가 더 크기 때문에, 결과적으로 전도도가 증가합니다.
안녕하세요 교수님 명강의 감사합니다.
위의 내용을 배우면서 궁금한 점이 생겼습니다.
1. 다결정, 단결정 같은 결정구조에 따라 이동도가 바뀔거라고 생각이 드는데 혹시 맞나요?
즉, 결정구조(단결정, 다결정,비정질)도 이동도를 결정하는 인자가 맞는지 궁금합니다.
네 다 맞습니다.
훌륭하신 강의 감사드립니다.
감사합니다. 5:30 에서 저항의 역할을 하는 반도체의 도핑이 위치에 따라 일정하다는 가정을 한 이유는 결국 j_dr=(sigma)E가 V=IR 과 본질이 같은 것이기 때문에 j_diff=0 을 가정하기 위함이라고 생각하면 될까요?
diffusion 을 무시하기 위한 이유도 있고, 균일하지 않은 반도체라면 resistivity도 위치에대한 함수가 되며, 전기장도 위치에 대한 함수가 되기 때문에, resistivity와 conductivity 사이의 관계를 강의에서처럼 쉽게 유도하기 어렵습니다. 즉 문제를 단순화시키기 위한 가정입니다.
N타입 반도체에서 도핑농도가 올라갈수록 전자의 농도는 커지지만 모빌리티값은 감소 하는걸로 알고있는데 그럼 비저항값이 증가하는지 감소하는지는 어떻게 알수있는건가요?
모빌리티값이 감소하는 양보다 전자의 농도가 커지는값이 훨씬 큰건가요?
네 맞습니다.
도핑을 많이하면 전도도가 올라가는데 불순물 Scattering도 커지는데 그러면 결과적으로는 어떻게 되나요?
강의자료 제일 마지막 그래프가 실험적으로 얻어진 그래프입니다. 도핑을 많이 할수록 전도도는 높아집니다.
화요일에 학교에서 TLM을 배웠고, 다음주에 실습 예정인데 기존에 알고있던 비저항으론 과정을 이해할 수가 없었습니다. 비저항에 이런 수식적 의미가 들어있었네요. 감사드립니다.
TLM 측정은, 제 강의에서 설명하지 않은 sheet resistance 개념에 대한 이해가 필요합니다. 미리 숙지하면 좋을 것 같습니다.
안녕하세요 교수님! 비저항을 사용하는 이유가 반도체의 면적, 길이 변화 등에 영향을 받지 않기 위함이라고 하셨는데
MOS에서 단위면적당 capacitance를 사용하여 식을 전개하는 것도 이 때문인지 궁금합니다.
서로다른 MOS의 capacitance 값을 비교하려할때, 면적이 포함된 값으로 비교하면, 면적이 큰 것인지 유전율이 큰것인지 두께가 얇은것인지 알 수가 없습니다. 따라서 면적에 대해 normalization 한 값으로 비교를 해야 어느 쪽이 큰지를 알수가 있습니다.
@@DevicePhysics 감사합니다 교수님!
5:25 에 가해준 전압에 의해 전기장이 생기는 원리를 담고 있는 수식을 알 수 있을까요?
[기초반도체공학|0.1] 강의에서 기초적인 전자기학 내용을 정리해두었으니 참고바랍니다.
@@DevicePhysics 감사합니다!