교수님 항상 강의 잘 듣고 있습니다. 일반적으로 DOS effective mass와 conductivity effective mass의 값은 다르다고 이전 강의 때 말씀해주신 것이 기억나는데요. 2:37 지점에서 mobility에 들어있는 conductivity effective mass에 대해 물질별로 설명해주실 때, 밴드의 곡률과 연관지어서 설명해주셨는데, 역시 DOS effective mass가 크면 conductivity effective mass도 큰 경향이 있다고 이해를 하면 될까요? 그런데 교재 뒷부분의 테이블에서 DOS eff mass와 conductivity eff mass 의 경우를 보면 전자와 홀에 대해서 대소 관계가 뒤바뀌는 경우도 있고, DOS eff mass와 conductivity eff mass가 비슷한 물질도 있는 반면 아주 다른 물질도 있는 것 같아서요.. 정성적으로나마 이 두가지 물리량의 관계에 대해서 어떻게 이해를 시도해보면 좋을까요..?
온도가 증가하면 impurity scattering의 빈도가 감소해 mobility가 증가하는데, 도핑 농도를 높인 경우에는 impurity scattering 빈도가 증가하여 mobility 크기가 감소하는 상관관계에 혼동이 오는 것 같습니다. 단순히 온도가 증가한다고 mobility가 줄어들지는 않는다의 예시가 도핑 농도의 조절이라고 할 수 있을까요?
교수님 복습 도중 질문이 생겨 댓글 남깁니다. 0:22에서 InGaAs, InP, GaAs의 경우 Si와 달리 velocity가 peak를 가진 후 다시 감소하여 saturation 되는 것을 확인 할 수 있습니다. 그러나 Si의 경우에는 전체적으로 천천히 증가하며 saturation 되는 것을 확인 할 수 있는데 이는 합성물 반도체냐, 한가지의 원소로만 이루어진 반도체냐에 대한 차이인가요? 아니면 Si의 고유한 특성인가요..? 그리고 또 InGaAs, InP, GaAs가 증가했다가 다시 감소하며 saturation 되는 이유가 궁금합니다.!
안녕하세요 교수님 한가지 여쭤보고 싶은게 있습니다. E-k diagram 에서의 첨예도는 유효질량값과 관계가 있다는 것은 알고있는데 E-k diagram에서 고려된 유효질량은 density of state effective mass 고 mobility에서 고려된 유효질량은 conductivity effetive mass여서 E-k diagram의 첨예도로 mobility의 유효질량을 유추하여 GaAs가 Si 보다 mobility가 크다고 할 수 있나요?
아마 density of state effective mass 와 conductivity effective mass 의 차이를 이미 알고 있는 것으로 생각됩니다. 사실 density of state effective mass 와 conductivity effective mass 를 정확히 구하려면 강의자료의 E-k diagram 에서 전자가 3차원 방향으로 움직이기 때문에, 3가지 방향에 대한 각각의 effective mass 조합을 고려해주어야 합니다. 다만 이것은 학부 수준의 강의를 벗어난 내용이기 때문에, 단순히 effective mass 가 E-k diagram 의 곡률의 반비례한다는 점까지만 설명한 것입니다. 보다 자세한 내용은 인터넷 검색을 조금 해보면 관련 내용을 찾을 수 있을 것입니다.
안녕하세요 교수님 impurity scattering에서는 온도가 증가함에 따라 전자의 운동 에너지가 증가하여 fixed charge ion으로 인한 경로 방해를 덜 받는다고 하셨는데 맨 처음에 배운 lattice scattering의 경우에는 온도 증가로 인한 전자의 운동 에너지 증가보다 격자 내 원자의 진동 증가가 더 커서 되려 mobility가 감소하는 걸까요? lattice scattering에서는 온도 증가로 인한 전자의 운동에너지 증가 영향이 미비한건가 궁금합니다!
강의 마지막에 mobility 에 영향을 주는 모든 요소들을 합쳐보는 과정이 있습니다. 그리고 앞에서 설명하는 각각의 부분들은, mobility 에 영향을 미치는 요소들을 개별적으로 이해해 보는 것입니다. 즉, lattice scattering 과 impurity scattering 을 따로따로 생각해야 합니다. 두 효과가 합쳐졌을 때 무엇이 더 중요할지는 강의 마지막에 설명한것처럼 온도에 따라 달라집니다.
교수님 강의 너무 잘 듣고 있습니다! 한 가지 답을 얻고 싶어 댓글 남깁니다! 그렇다면 가볍게 도핑이 되어있는 실리콘에서는 이온화 산란의 영향이 매우 작을 것이므로 이동도가 격자산란에 지배적인 영향을 받는다고 생각하고 온도에 따른 이동도는 감소한다고 판단해도 되는 걸까요?
교수님 항상 좋은 강의 감사합니다! mobility의 도핑과 온도에 따른 특성에서 대부분의 경우에 온도가 증가할수록 mobility가 감소하는 듯한데 실제 device의 conductivity도 이러한 경향성을 따르나요? 아니면 다른 지배적인 요인이 있을까요? 만약 conductivity가 그러한 경향성을 따른다면 highly doped된 경우에는 온도가 올라가면서 device의 성능이 개선될수도 있는건가요?
교수님 impurity scattering에서 T에 관계 없이 fully ionized된다고 가정하는 건가요? 제 생각에는 T가 증가함에 따라 fixed charge가 증가하여 mobility가 작아질 수도 있다고 생각하는데, 그 정도가 작다고 가정하는 건가요? 혹은 제가 잘못 생각하고 있나요? 궁금한 점이 생겨서 질문 드립니다. 감사합니다.
교수님 강의 잘 듣고 있습니다! 궁금한 점이 있어서 또 질문을 남김니다. impurity scattering에서 도핑을 할수록 mobility가 낮아 진다고 하셨는데요! 혹시 도핑을 할수록 carrier concentration이 증가해서 mobility가 낮아 지는 것과 관련이 있나요? 감사합니다!
@@MrJeonsb90 다시 정리를 하는게 좋겠습니다. 1. 도핑 농도가 높아지면 전자의 수가 늘어납니다. 그러면 전자들끼리 서로 밀어내려는 과정 때문에 mobility 가 감소할 수 있습니다. 이러한 현상을 carrier-carrier scattering 이라 부르는데, 사실 이 현상은 캐리어농도가 매우 높은 특수한 상황에서만 발생합니다. 2. 도핑 농도가 높아졌을 때 주로 발생하는 현상은 inpurity scattering 현상입니다. 이미 강의에서 설명하였듯이 donor/acceptor 이온들이 fixed charge 를 만들고, 이 fixed charge 들이 전자의 움직임을 방해합니다. 그래서 mobility 가 감소하게 됩니다.
안녕하세요 교수님 너무 좋은 강의 감사하게 잘 듣고있습니다! 이번 강의에서 제가 한가지 여쭤보고 싶은게 있는데요, 7분 4p에서 설명해주신 impurity scattering에서 온도가 올라갓을때 mobility가 증가되는 이유가 조금 헷갈립니다. 온도가 올라가서, electron의 에너지가 증가되고, 이 증가된 에너지에 비해 ion들의 영향력이 작다는 말씀이신지 아니면 온도가 올라감으로써 fixed charge들이 생기고 이것으로 인한 electric field때문에 electron의 에너지가 증가하여 ion때문에 일어나는 scattering이 무시되고 mobility가 증가한다는 말씀이신지 헷갈립니다! 혹시 답변주실 수 있으실까요?
![[물리전자공학|5.3] #전도도, 비저항의 물리적 의미 #반도체에서의 옴의 법칙](http://i.ytimg.com/vi/scUGkN3NJvo/mqdefault.jpg)
![[물리전자공학|5.3] #전도도, 비저항의 물리적 의미 #반도체에서의 옴의 법칙](/img/tr.png)
![[물리전자공학|4.5] #도핑농도와 캐리어농도의 상관관계 #전하중성조건 #캐리어농도의 온도 경향성](http://i.ytimg.com/vi/rYXPops2p5Q/mqdefault.jpg)
![[물리전자공학|5.1] #캐리어의 드리프트 속도 #이동도 #산란 #속도포화](http://i.ytimg.com/vi/HjjctGHY6es/mqdefault.jpg)
![[물리전자공학|4.6] #페르미레벨의 위치 #열적평형상태에서 페르미레벨이 수평인 이유](/img/1.gif)
숨겨진 개꿀강의네요
강의시간이 짧은데 전달력이 ㄷㄷ
좋은강의 감사합니다!!
교수님 사랑합니다..
10:15 도핑 농도를 증가시키면, Dopant들이 만드는 lattice scattering도 증가되야하지 않나요? 따라서 그래프에서 주황색 직선이 좀 더 밑으로 내려가야 하지 않나요??
lattice scattering이 무엇인지 다시 복습 바랍니다.
교수님 항상 강의 잘 듣고 있습니다. 일반적으로 DOS effective mass와 conductivity effective mass의 값은 다르다고 이전 강의 때 말씀해주신 것이 기억나는데요. 2:37 지점에서 mobility에 들어있는 conductivity effective mass에 대해 물질별로 설명해주실 때, 밴드의 곡률과 연관지어서 설명해주셨는데, 역시 DOS effective mass가 크면 conductivity effective mass도 큰 경향이 있다고 이해를 하면 될까요? 그런데 교재 뒷부분의 테이블에서 DOS eff mass와 conductivity eff mass 의 경우를 보면 전자와 홀에 대해서 대소 관계가 뒤바뀌는 경우도 있고, DOS eff mass와 conductivity eff mass가 비슷한 물질도 있는 반면 아주 다른 물질도 있는 것 같아서요.. 정성적으로나마 이 두가지 물리량의 관계에 대해서 어떻게 이해를 시도해보면 좋을까요..?
둘은 거의 역수 관계입니다. 유도과정을 이해해야 알 수 있는데, 댓글에서 설명할 수 있는 내용은 아닙니다. 유도과정에 대한 내용은 인터넷 검색하면 쉽게 찾을수는 있습니다.
@@DevicePhysics 아 그렇군요, 감사합니다!
보고 지렸읍니다….
아니 강의력 진짜 goat
안녕하세요 교수님! 10:20 에서 doping 농도가 증가하면 impurity scattering이 심해지고 mobility가 감소한다고 말씀해주셨는데 이 과정은 온도에 영향을 받지 않는 경우인가요??
질문이 정확히 무슨 의미인지 모르겠습니다. 그래프에서 x축이 온도이므로, 계속해서 온도에 대한 영향을 이야기하는 것입니다.
온도가 증가하면 impurity scattering의 빈도가 감소해 mobility가 증가하는데, 도핑 농도를 높인 경우에는 impurity scattering 빈도가 증가하여 mobility 크기가 감소하는 상관관계에 혼동이 오는 것 같습니다. 단순히 온도가 증가한다고 mobility가 줄어들지는 않는다의 예시가 도핑 농도의 조절이라고 할 수 있을까요?
@@가지-w1r 여전히 질문이 무슨 뜻인지 모르겠습니다. 변수가 온도와 도핑농도로 두가지인데, 질문에서 두가지를 섞어서 질문하고 있기 때문에 무엇을 물어보는 것인지 모르겠습니다.
교수님 복습 도중 질문이 생겨 댓글 남깁니다. 0:22에서 InGaAs, InP, GaAs의 경우 Si와 달리 velocity가 peak를 가진 후 다시 감소하여 saturation 되는 것을 확인 할 수 있습니다. 그러나 Si의 경우에는 전체적으로 천천히 증가하며 saturation 되는 것을 확인 할 수 있는데 이는 합성물 반도체냐, 한가지의 원소로만 이루어진 반도체냐에 대한 차이인가요? 아니면 Si의 고유한 특성인가요..?
그리고 또 InGaAs, InP, GaAs가 증가했다가 다시 감소하며 saturation 되는 이유가 궁금합니다.!
물질의 고유한 특성이고, 복잡한 여러 이유들에 의해 만들어지는 결과라서 간단히 댓글만으로 설명하기는 어렵습니다.
@@DevicePhysics 답변 감사합니다. 결국 전기장에 증가에 따라서 속도와 mobility가 saturation 된다고 알고 있으면 충분한가요?
@@하하-c3t1w 속도는 saturation 되고, mobility 는 기울기이기때문에 saturation 되기 전까지만 정의됩니다.
@@DevicePhysics 이해 되었습니다 감사합니다!
@@DevicePhysics 답변 감사합니다!
안녕하세요 교수님 한가지 여쭤보고 싶은게 있습니다.
E-k diagram 에서의 첨예도는 유효질량값과 관계가 있다는 것은 알고있는데
E-k diagram에서 고려된 유효질량은 density of state effective mass 고
mobility에서 고려된 유효질량은 conductivity effetive mass여서
E-k diagram의 첨예도로 mobility의 유효질량을 유추하여 GaAs가 Si 보다 mobility가 크다고 할 수 있나요?
아마 density of state effective mass 와 conductivity effective mass 의 차이를 이미 알고 있는 것으로 생각됩니다.
사실 density of state effective mass 와 conductivity effective mass 를 정확히 구하려면 강의자료의 E-k diagram 에서 전자가 3차원 방향으로 움직이기 때문에, 3가지 방향에 대한 각각의 effective mass 조합을 고려해주어야 합니다.
다만 이것은 학부 수준의 강의를 벗어난 내용이기 때문에, 단순히 effective mass 가 E-k diagram 의 곡률의 반비례한다는 점까지만 설명한 것입니다.
보다 자세한 내용은 인터넷 검색을 조금 해보면 관련 내용을 찾을 수 있을 것입니다.
@@DevicePhysics 감사합니다 스승님!
안녕하세요 교수님 impurity scattering에서는 온도가 증가함에 따라 전자의 운동 에너지가 증가하여 fixed charge ion으로 인한 경로 방해를 덜 받는다고 하셨는데 맨 처음에 배운 lattice scattering의 경우에는 온도 증가로 인한 전자의 운동 에너지 증가보다 격자 내 원자의 진동 증가가 더 커서 되려 mobility가 감소하는 걸까요? lattice scattering에서는 온도 증가로 인한 전자의 운동에너지 증가 영향이 미비한건가 궁금합니다!
강의 마지막에 mobility 에 영향을 주는 모든 요소들을 합쳐보는 과정이 있습니다. 그리고 앞에서 설명하는 각각의 부분들은, mobility 에 영향을 미치는 요소들을 개별적으로 이해해 보는 것입니다.
즉, lattice scattering 과 impurity scattering 을 따로따로 생각해야 합니다. 두 효과가 합쳐졌을 때 무엇이 더 중요할지는 강의 마지막에 설명한것처럼 온도에 따라 달라집니다.
교수님 강의 너무 잘 듣고 있습니다! 한 가지 답을 얻고 싶어 댓글 남깁니다!
그렇다면 가볍게 도핑이 되어있는 실리콘에서는 이온화 산란의 영향이 매우 작을 것이므로 이동도가 격자산란에 지배적인 영향을 받는다고 생각하고
온도에 따른 이동도는 감소한다고 판단해도 되는 걸까요?
이미 강의 마지막 부분에 도핑농도가 낮을때의 이동도에 대한 설명과 그래프가 나와 있습니다.
네 감사합니다!
교수님 항상 좋은 강의 감사합니다!
mobility의 도핑과 온도에 따른 특성에서 대부분의 경우에 온도가 증가할수록 mobility가 감소하는 듯한데 실제 device의 conductivity도 이러한 경향성을 따르나요? 아니면 다른 지배적인 요인이 있을까요?
만약 conductivity가 그러한 경향성을 따른다면 highly doped된 경우에는 온도가 올라가면서 device의 성능이 개선될수도 있는건가요?
이 강의에서 설명했듯이 단순히 온도가 증가한다고 mobility가 감소하지 않습니다.
@@DevicePhysics 감사합니다
선생님. 이온, 즉 fixed charge 의 중심에 있는 도너나 억셉터의 원자핵이 온도에 의해 격자들이 떨림을 가질 때에도 같이 떨리면서 격자산란에도 영향을 미친다고 볼 수 있는 거겠죠?
네 맞습니다.
@@DevicePhysics 선생님. 저는 학부생이 아닌데도 이렇게도 좋은 설명이 있는 동영상을 보면서 공부하고 있습니다. 정말 감사할 따름 입니다. 혹시나 학교 사무실로 잠시 찾아 뵙고 10분 정도만 조언을 들을 수 있는 시간이 있으실까요?
@@stevehan7983 10분 때문에 학교까지 오시는것은 너무 시간 낭비일것 같습니다. 제 이메일로 궁금하신점 보내주시면 답변해드리겠습니다. sungho85kim@sejong.ac.kr
@@DevicePhysics 감사합니다.
교수님 impurity scattering에서 T에 관계 없이 fully ionized된다고 가정하는 건가요? 제 생각에는 T가 증가함에 따라 fixed charge가 증가하여 mobility가 작아질 수도 있다고 생각하는데, 그 정도가 작다고 가정하는 건가요? 혹은 제가 잘못 생각하고 있나요? 궁금한 점이 생겨서 질문 드립니다. 감사합니다.
실제 도핑공정에서는 도펀트를 주입한다음 추가적인 열처리 공정을 통해 모든 도펀트를 이온화시킵니다. 따라서 실리콘반도체인 경우, 일부러 극저온으로 온도를 낮추는 상황이 아니라면, 항상 fully ionized 되어 있습니다.
교수님 강의 잘 듣고 있습니다! 궁금한 점이 있어서 또 질문을 남김니다. impurity scattering에서 도핑을 할수록 mobility가 낮아 진다고 하셨는데요! 혹시 도핑을 할수록 carrier concentration이 증가해서 mobility가 낮아 지는 것과 관련이 있나요? 감사합니다!
캐리어농도가 증가하여 캐리어들끼리의 상호작용 때문에 mobility 가 감소할수도 있으나, 더 크게 영향을 미치는 요소는, dopant 에 의한 fixed charge 들이 전하를 띄고 있기 때문에 캐리어의 움직임을 방해하는 것입니다.
@@DevicePhysics 교수님 감사합니다!! 제가 정확하게 이해를 하고 있는지 확인이 가능할까요? 도핑을 할수록 carrier의 농도는 증가하게되고 이에따라 fixed charge도 증가하며, impurity scattering이 발생하게되고 이에따라 mobility가 낮아 지는 이유는 fixed charge에 방해를 받아서가 맞나요!? 감사합니다!
@@MrJeonsb90 다시 정리를 하는게 좋겠습니다.
1. 도핑 농도가 높아지면 전자의 수가 늘어납니다. 그러면 전자들끼리 서로 밀어내려는 과정 때문에 mobility 가 감소할 수 있습니다. 이러한 현상을 carrier-carrier scattering 이라 부르는데, 사실 이 현상은 캐리어농도가 매우 높은 특수한 상황에서만 발생합니다.
2. 도핑 농도가 높아졌을 때 주로 발생하는 현상은 inpurity scattering 현상입니다. 이미 강의에서 설명하였듯이 donor/acceptor 이온들이 fixed charge 를 만들고, 이 fixed charge 들이 전자의 움직임을 방해합니다. 그래서 mobility 가 감소하게 됩니다.
@@DevicePhysics 교수님 이해가 됐습니다! 정말 감사합니다!
안녕하세요 교수님 너무 좋은 강의 감사하게 잘 듣고있습니다! 이번 강의에서 제가 한가지 여쭤보고 싶은게 있는데요, 7분 4p에서 설명해주신 impurity scattering에서 온도가 올라갓을때 mobility가 증가되는 이유가 조금 헷갈립니다. 온도가 올라가서, electron의 에너지가 증가되고, 이 증가된 에너지에 비해 ion들의 영향력이 작다는 말씀이신지
아니면 온도가 올라감으로써 fixed charge들이 생기고 이것으로 인한 electric field때문에 electron의 에너지가 증가하여 ion때문에 일어나는 scattering이 무시되고 mobility가 증가한다는 말씀이신지 헷갈립니다! 혹시 답변주실 수 있으실까요?
전자가 맞습니다. 온도가 올라가서, electron의 에너지가 증가되고, 이 증가된 에너지에 비해 fixed charge 들의 영향력이 상대적으로 작아집니다.
@@DevicePhysics 감사합니다 교수님!
혹시 pn 접합에 대해서는 언제쯤 자세하게 배울까요???
pn접합부터의 강의는 이미 [기초반도체공학] 이라는 강의로 전부 영상이 업로드 되어있습니다.