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다이오드 특성 실험 예비보고서2025.11.171. PN 접합 다이오드 P형과 N형 반도체를 접합시킨 다이오드의 구조와 동작 원리를 설명합니다. 접합면에서 자유전자와 정공의 확산으로 인해 공핍층이 형성되며, 이는 양이온과 음이온으로 이루어진 전하 공백 영역입니다. 순방향 바이어스 시 N형에 음극, P형에 양극을 연결하여 전류가 흐르게 하고, 역방향 바이어스 시 극성을 반대로 연결하여 공핍층을 확대시킵니다. 역방향에서도 소수캐리어에 의한 미소 전류가 흐르게 됩니다. 2. 다이오드 특성곡선 및 문턱전압 실리콘(Si) 다이오드의 문턱전압은 약 0.65V이고 게르마늄(Ge) 다이오드는...2025.11.17
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Oxidation (반도체)2025.05.081. SiO2 Layer SiO2 레이어는 다음과 같은 용도로 사용됩니다: (1) 도펀트 확산 및 이온 주입 동안 마스크로 사용, (2) 칩 상의 다른 장치 간 전기적 절연 제공, (3) 금속-산화물 반도체 장치에서 게이트 산화물 및 커패시터 유전체로 사용, (4) 실리콘 표면의 패시베이션 제공, (5) 다단계 금속화 구조에서 전기적 절연 제공. 2. SiO2 종류 SiO2에는 세 가지 종류가 있습니다: (1) 자연 산화막 - 실리콘이 공기 중에 노출되면 얇은 자연 산화막이 형성됨, (2) 열 산화막 - 고온에서 실리콘을 산화시켜 ...2025.05.08
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물리전자2 과제4: Zener 효과 및 다이오드 특성2025.11.181. Zener 효과 (Zener Effect) 역방향 바이어스 상태에서 p측의 원자가띠가 n측의 전도띠보다 높아져 페르미 준위 차이가 발생한다. 외부 전압 적용 시 p측 원자가띠의 전자가 n측 전도띠로 이동하여 역방향 전류가 흐른다. 이 현상을 Zener 효과라 하며, 전자 터널링이 효과적으로 일어나려면 천이 영역이 좁아야 하므로 양쪽 모두 높은 도핑 수준이 필요하다. 상대적으로 낮은 전압에서 발생한다. 2. 충격 이온화 및 Avalanche 붕괴 (Impact Ionization & Avalanche Breakdown) 역방향 ...2025.11.18
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hydrogen insertion into wo3 예비레포트2025.05.051. WO₃의 구조와 특성 WO₃는 모서리가 맞닿아 이루어진 팔면체 구조를 가지고 있다. 중앙의 빈 공간에 금속 원자가 삽입되면 tungsten bronze라고 불리는 화합물이 형성되며, 이 화합물은 금속과 유사한 광택과 색을 가진다. 삽입되는 금속 원자에 따라 다양한 색상을 나타낼 수 있다. 2. 수소의 intercalation WO₃의 구조에 수소가 intercalation되면 HxWO₃가 형성된다. 이 과정에서 WO₃의 전자 구조가 변화하여 색과 전기전도도가 달라진다. 수소가 삽입되면 sub-band가 형성되어 band gap...2025.05.05
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금오공대 신소재 반도체공정 시험 정리2025.01.271. 반도체 재료 Ge / Si Ge은 최초로 반도체에 사용한 물질로 Si보다 캐리어의 mobility가 높아 성질이 우수하지만, 성능이 금방 저하된다. Ge의 산화는 Si보다 빨라 산화로 인해 물질과 성질의 변형으로 오랜 사용이 불가능하므로 외부 요인에 의한 영향이 큰 Ge보다 Si을 사용하기 시작한 것이다. Si은 Ge보다 안정성이 좋아 표면에서 산소와 결합하여 SiO2층을 형성하여 성능이 꾸준히 유지 된다는 점과 흔하다는 장점이 있다. 또한, 전하 운반자 제어가 쉬워 도핑하기가 쉬우며 산소와 질소에 안정적이므로 기판 물질로 잘...2025.01.27
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인하대학교 나노집적반도체소자 MOSCAPACITOR 설계 및 분석2025.01.091. MOS Capacitor 동작 원리 MOS Capacitor의 동작 원리를 이해하기 위해 Gate Material, Oxide Material, Semiconductor material 등에 대한 특성을 기술하였습니다. Gate Material로는 TiN을 선택하였고, Oxide Material로는 HfO2와 SiO2를 사용하였으며, Semiconductor material로는 p-type Si을 사용하였습니다. 각 material의 특성과 선택 이유를 자세히 설명하였습니다. 2. High-k 물질 도입에 대한 배경 Moore...2025.01.09
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반도체 용어집2025.04.291. 반도체 반도체는 전기전도성이 도체와 절연체의 중간 정도인 물질로, 불순물 포함 여부에 따라 진성 반도체와 불순물 반도체로 나뉩니다. 진성 반도체는 불순물이 없거나 매우 적은 상태이며, 불순물 반도체는 불순물을 첨가하여 전기적 특성을 변화시킨 것입니다. n형 반도체는 전자가 주된 전류 운반체이고, p형 반도체는 정공이 주된 전류 운반체입니다. 이들을 결합하여 다이오드, 트랜지스터, 사이리스터 등의 반도체 소자를 만들 수 있습니다. 2. 게르마늄 게르마늄은 청색이 감도는 회백색의 단단한 금속으로, 전형적인 반도체 물질입니다. 3가...2025.04.29
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광전자소자: p-n 접합의 특성과 응용2025.11.181. p-n 접합의 I-V 특성과 응용 p-n 접합의 I-V 특성은 4개 사분면으로 구분됩니다. 1사분면은 순방향 바이어스로 LED와 레이저에 사용되며, 3사분면은 역방향 바이어스로 포토디텍터에 적용됩니다. 4사분면은 바이어스 없이 태양전지처럼 작동하여 역방향 전류를 흐르게 합니다. 각 영역의 바이어스 방향과 전류 흐름의 차이를 이해하는 것이 광전자소자 설계의 기초입니다. 2. 태양전지의 성능 지표: Fill Factor Fill Factor(ImVm/IscVoc)는 태양전지 성능의 중요한 지표입니다. 이는 p-n 접합에 저장된 제...2025.11.18
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실험 09_MOSFET 기본 특성 예비 보고서2025.04.271. MOSFET 동작 원리 MOSFET은 전계 효과(field effect)를 이용하여 전류가 흐르는 소자이며, 전하를 공급하는 소오스 단자, 전하를 받아들이는 드레인 단자, 전류의 양을 조절하는 게이트 단자, 기판의 역할을 하는 바디 단자로 구성되어 있다. 게이트 전압을 바꾸면 드레인에서 소오스로 흐르는 전류가 바뀌면서 증폭기로 동작할 수 있다. NMOS와 PMOS의 구조와 동작 원리가 서로 반대이지만 기본적인 동작 원리는 동일하다. 2. MOSFET 동작 영역 MOSFET에는 차단 영역, 트라이오드 영역, 포화 영역의 세 가지...2025.04.27
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박막 트랜지스터(TFT) 나노반도체 실험2025.11.151. 박막 트랜지스터(TFT)의 원리 박막 트랜지스터는 디스플레이 픽셀의 밝기를 조절하는 스위치 역할을 하는 반도체 소자입니다. Gate 전압을 이용하여 Source와 Drain 간의 전류량을 조절합니다. Gate 전압이 변하면 전류가 흐르거나 차단되며, 전압의 크기에 따라 전류량이 변합니다. 이 과정을 통해 픽셀의 밝기를 제어합니다. 실험에서는 IGZO를 Channel 층으로 사용하는 Oxide TFT를 제작하며, IGZO는 Si보다 20~50배 빠른 전자이동도를 가집니다. 2. Oxide TFT의 구조 및 작동 원리 실험에서 제...2025.11.15
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