반도체 공학

CHAPTER 01 결정구조와 반도체물성
1.1 결정구조
1.1.1 원자 배열 상태 의존성
1.1.2 격자 구조의존성
1.2 결정면과 방향
1.3 원자모델과 에너지밴드
1.3.1 원자의전자 구조
1.3.2 에너지밴드
1.4 반도체의 반송자Carrier)
1.4.1 전자와 정공
1.4.2 전자와 정공 농도
1.4.3 페르미준위
● 연습문제

CHAPTER 02 반송자 이동과 재결합 현상
2.1 유효질량
2.2 표동운동Drift motion)
2.3 확산(Diffusion)
2.4 아인슈타인관계식(The Einstein Relation)
2.5 재결합(Recombination) 및 반송자 수명
2.5.1 열생성과 재결합
2.5.2 직접재결합Direct recombination)과 간접재결합(Indirect recombination)
2.5.3 반송자 수명
2.5.4 홀효과Hall Effect)
● 연습문제

CHAPTER 03 pn접합과 반도체-금속접촉
3.1 열평형상태에서의 pn접합
3.1.1 공간전하영역(Space charge region)
3.1.2 내부전위(Built-in voltage)
3.1.3 공핍층의 전계 및 전위(The electric field and potential of depletion layer)
3.1.4 공핍층폭(Depletion-layer width)
3.2 바이어스된 다이오드 특성
3.2.1 정상상태다이오드Diode in steady state conditions)
3.3 금속-반도체 접합
3.3.1 쇼트키 다이오드(Schottky diode)
3.3.2 저항성접촉(Ohmic contacts)
3.3.3 pn접합항복(pn junction breakdown)
● 연습문제

CHAPTER 04 반도체공정
4.1 열확산(Thermal diffusion)
4.1.1 확산방정식
4.1.2 불순물 재료 및 확산시스템
4.2 산화(Oxidation)
4.2.1 열산화(Thermal oxidation)
4.2.2 화학기상증착(CVD: Chemical vapor deposition)
4.3 이온주입(Ion implantation)
4.3.1 이온주입장치
4.3.2 이온분포
4.4 노광(Lithography)
4.4.1 노출방법
4.4.2 광원
4.4.3 비광노광기술(Non-optical lithography)
4.5 식각(Etching)
4.5.1 습식식각(Wet etching)
4.5.2 건식식각(Dry etching)
4.6 박막증착(Thin film deposition)
4.6.1 화학기상증착(CVD: Chemical vapor deposition)
4.6.2 물리기상증착(PVD: Physical vapor deposition)
4.6.3 원자층화학기상증착(ALCVD: Atomic layer chemical vapor deposition)
4.7 패키징(Packaging)
4.7.1 패키지종류
4.7.2 접속(Bonding)
● 연습문제

CHAPTER 05 바이폴라접합트랜지스터
5.1 BJT 구조
5.2 BJT 동작
5.3 전류흐름과 증폭
5.3.1 이상적 BJT
5.3.2 순방향 활성모드의 전류성분(The currentcomponents with forward-active biasing)
5.3.3 BJT 증폭
5.4 소수반송자 분포와 단자전류
5.4.1 베이스 영역 소수반송자 분포(Minority carrier distributions in the base region)
5.4.2 단자전류(Terminal currents)
5.5 BJT 모델(Bipolar junction transistor models)
5.5.1 Ebers-Moll 모델
5.5.2 hybrid-π 모델과 차단주파수(Cutoff frequency)
5.6 실질적 트랜지스터(Real transistor)
5.6.1 컬렉터전압에 의한 베이스폭 변조(Base width modulation by collector voltage)
5.6.2 공핍층의 사태항복(Avalanche breakdown of depletion layer)
5.6.3 주입전류량(Injection current level)
5.6.4 이미터전류 밀집(Emitter current crowding)
5.6.4 베이스 도핑농도(Base doping concentration)
5.7 스위칭(Switching)
● 연습문제

CHAPTER 06 MOSFET
6.1 MOS 커패시터
6.1.1 이상적MOS 커패시터(The ideal MOS capacitor)
6.1.2 실질적MOS 커패시터
6.1.3 문턱전압조절(Control of threshold voltage)
6.2 MOSFET 특성(MOSFET characteristics)
6.2.1 MOSFET 종류
6.2.2 출력특성(Output characteristics)
6.2.3 전달특성(Transfer characteristics)
6.3 추가적 고려 요소들
6.3.1 단채널(Short channel) MOSFET I-V 특성
6.3.2 고온전자효과(Hot electron effects)
6.3.3 기판바이어스효과(Substrate bias effect)
6.3.4 드레인 유도장벽 저하(Drain-induced barrier lowering)
6.3.5 문턱전압이하 전류(Subthreshold current)
6.3.6 MOSFET 스케일링
6.3.7 터널링 누설(Tunneling leakage)
● 연습문제

CHAPTER 07 MOSFET 응용소자
7.1 메모리소자
7.1.1 DRAM(Dynamic random access memory)
7.1.2 SRAM(Static random access memory)
7.1.3 플래시 메모리(Flash-Memory)
7.1.4 상 변화 메모리(PCM : Phase change memory)
7.2 MOS구조 촬상소자(Imager)
7.2.1 CCD(Charge coupled devices)
7.2.2 CMOS 촬상소자
7.3 CMOS inverter
7.3.1 CMOS 구성
7.3.2 전압전달특성(Voltage transfer characteristics)
7.3.3 CMOS 인버터의소모전력
● 연습문제

CHAPTER 08 광전자소자
8.1 광다이오드(PD: photo diode)
8.2 발광다이오드(LED: light emitting diode)
8.2.1 LED 재료
8.2.2 조명과 백색(LED(Lighting and white LED)
8.3 태양 전지(Solar cell)
8.3.1 태양전지의 기본원리
8.3.2 태양전지의 구조
8.4 레이저 다이오드(Laser diode)
8.4.1 빛의 증폭(Light amplification)
8.4.2 레이저 다이오드 구조
● 연습문제

CHAPTER 09 전력용 반도체소자
9.1 pnpn 사이리스터
9.1.1 순방향차단 상태
9.1.2 순방향도통 상태
9.1.3 역방향차단 상태
9.2 트리거링(Triggering)
9.2.1 pnpn 사이리스터 양단 트리거링 직류 및 dv/dt 트리거링
9.2.2 게이트 전극을 갖는 SCR 트리거링
9.2.3 트라이액(Triac: Triode AC switch or bilateral diode switch)
9.3 절연게이트 양극성 트랜지스터(Insulated-gate bipolar transistor)
● 연습문제

CHAPTER 10 마이크로웨이브반도체소자
10.1 Varactor(Variable reactor)
10.2 Tunnel diode
10.3 IMPAT(Impact avalanche transit-time) 다이오드
10.4 Gunn 다이오드
10.4.1 이동전자 메커니즘(Transferred electron mechanism)
10.4.2 공간전하 도메인의 형성과 표동
● 연습문제

CHAPTER 11 집적회로제작 연속공정
11.1 바이폴라트랜지스터와 다이오드
11.2 nMOS 트랜지스터공정
11.3 CMOS 트랜지스터공정
11.4 수동소자
11.4.1 저항
11.4.2 커패시터
● 연습문제
■ 연습문제 정답
■ 참고문헌
■ 부록
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