반도체소자 #1 Basic of diode

1. Intrinsic Material

순수한 실리콘(Si)들이 서로 공유결합한 채로 있는 상태이다. 따라서 EHP(electric hole pair)를 생성하려면 외부에서 실리콘의 energy band gap 이상의 에너지를 가해주어야 한다. 

2. Extrinsic Material

intrinsic인 상태에서 페르미준위(Fermi Level)은 conduction band와 valence band의 중앙에 위치했으나, 다른 물질을 도핑해줌으로써 페르미준위는 바뀌게 된다. 

  15족 원소 P, As 등은 실리콘보다 전자를 하나더 많이 갖고 있어, 공유결합 후 남은 전자는 free electron처럼 행동하게 되며 페르미준위는 conduction band에 가깝게 자리잡게 된다. 이때 15족 원소들을 Donor라고 한다. 

  반대로, 13족 원소 B는 Doner들과는 반대로 실리콘과 공유결합 후 부족한 전자 하나를 더 받아들임으로써 free hole을 만들며, 이러한 원소들을 Acceptor라고 한다. 

  Donor 도핑을 하여 electron의 농도가 높고, hole 농도가 적은 물질을 n-type material이라고 하고, Acceptor 도핑을 하여 hole의 농도가 높고, electron 농도가 적은 물질을 p-type material이라고 한다.