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반도체는 왜 단결정이 유리한가

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최초등록일 2023.05.13 최종젿작일 2023.02
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반도체는 왜 단결정이 유리한가
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    목차

    1. 왜 반도체소자는 단결정(Single Crystal)을 이용하나?
    2. 단결정이 아닌 반도체를 이용하는 소자의 예

    본내용

    반도체 물질은 원자 배열의 주기성에 따라 비정질, 다결정, 단결정으로 나뉘게 됩니다. 비정질은 아무런 규칙 없이 원소가 배열되어 있는 상태를 말합니다. 반대로 완벽하게 일정한 규칙을 가지면서 원자 결정 구조가 배열되어 있는 것을 단결정이라고 합니다. 그리고 단결정과 비슷하지만, 각각 다른 일정한 규칙을 가진 원자 결정 구조가 여러 도메인에 존재하는 것을 다결정이라고 합니다. 따라서 다결정에서는 단결정에서 나타나지 않는 경계면이 존재하게 됩니다. 즉, 원자 결정 구조가 도메인마다 다르기 때문에 각기 다른 원자 결정 구조가 만나는 부분은 규칙적이지 않는 모습을 띄게 됩니다. 이러한 부분이 바로 경계면이 됩니다. 바로 이 경계면으로 인해 다결정보다는 단결정을 반도체 소자로써 많이 쓰이게 됩니다.

    이러한 경계면에 의해 원자들이 본딩을 이루지 못하고 잉여 전자로 작용하는 상태가 됩니다. 이 잉여 전자들은 Vacancy, Interstitial, Substitutional, Antisite 왿 같이 Imperfection 현상을 일으키게 됩니다.

    참고자료

    · 없음
  • Easy Ai 요약

    이 문서는 반도체 소자가 단결정을 이용하는 이유왿 단결정이 아닌 반도체를 이용하는 소자의 예에 대해 자세히 설명하고 있습니다. 반도체 물질은 비정질, 다결정, 단결정으로 나뉘며, 단결정이 가장 이상적인 구조라고 설명합니다. 단결정은 원자 배열이 균일하여 에너지 밴드 구조가 일정하고 전자의 이동도가 높아 고성능 소자에 활용되지만, 제작 비용이 높다는 단점이 있습니다. 반면 다결정과 비정질은 원자 배열의 불규칙성으로 인해 에너지 밴드 구조가 불균일하고 전자 이동도가 낮아 on-off 구분이 애매하고 속도가 느린 소자에 활용됩니다. 다결정은 스마트폰이나 소형 디스플레이의 TFT에, 비정질은 대형 TV나 대면적 디스플레이 TFT에 주로 사용됩니다. 이처럼 반도체 물질의 결정 구조에 따른 특성 차이로 인해 각각 다른 용도의 소자에 활용되고 있음을 잘 설명하고 있습니다.
  • 자료후기

      Ai 리뷰
      반도체 물질의 결정 구조왿 특성, 그리고 이를 활용한 소자의 사례를 상세히 다루고 있습니다. 단결정, 다결정, 비정질 반도체의 장단점을 명확히 설명하고 있어 반도체 소자 선택에 대한 이해를 높일 수 있습니다.
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