ESTJ 공대생의 반도체 세상

안녕하세요, ESTJ 공대생입니다~!오늘부터 공대생이라 써야겠어요오늘은 에너지 밴드갭 (Energy Band Gap) 대해서 에 대해서 포스팅 해보겠습니다 ! 에너지 밴드 갭(Band Gap, E_g)은 물질의 전기적, 광학적 성질을 결정하는 가장 근본적인 물리적 지표이며 도체(Conductor), 반도체(Semiconductor), 절연체(Insulator)를 구분하며, 전하 운반자(전자, 정공)가 전류에 참여하기 위해 최소한으로 필요한 에너지 장벽을 의미합니다. 현대 반도체 공학은 이 밴드갭의 크기와 구조를 제어하여 저전력 트랜지스터부터 고효율 광학 소자까지 모든 첨단 기술을 구현합니다. 1. 에너지 밴드 구조와 밴드 갭 정의 단일 원자가 결정을 형성하면, 각 원자의 불연속적인 에너지 준위는 파울리..

안녕하세요, ESTJ-EGNR입니다~!오늘은 P-N접합에 대해서 에 대해서 포스팅 해보겠습니다 ! P-N 접합(P-N Junction)은 모든 현대 반도체 소자의 작동을 가능하게 하는 근본 구조입니다. P형과 N형 반도체의 결합으로 형성되며, 여기서 생기는 공핍층(Depletion Region)과 내부 전기장 (Internal Electic Field)이 외부 신호에 반응하여 소자의 정류, 증폭, 스위칭 기능을 수행하게 합니다. P-N 접합의 원리 이해는 다이오드부터 트랜지스터(MOSFET)까지 모든 소자의 핵심입니다.1. P-N 접합의 형성 원리 - 정공과 전자의 확산(Diffusion) P형과 N형 반도체가 맞닿는 순간,각 영역의 다수 운반자(전하)는 농도 차이로 인해 확산이 시작됩니다. - 전자 ..

안녕하세요, ESTJ-EGNR입니다~!오늘은 드리프트와 이동도에 대해서 포스팅 해보겠습니다 ! 반도체 소자에서 전류가 어떻게 흐르는지를 이해하기 위해 꼭 알아야 할 개념이 바로 드리프트(Drift)와 이동도(Mobility)입니다.이 두 가지는 트랜지스터의 스위칭 속도, 전류 구동 능력, 소비 전력 등 핵심 성능을 결정하는 기본 물리 메커니즘이죠. 드리프트는 외부에서 인가된 전기장(E)에 의해 전하 운반자(전자 및 정공)가 정렬된 방향으로 이동하는 현상입니다. 트랜지스터의 스위칭 속도, 소비 전력, 전류 구동 능력 등 모든 성능 지표는 이 이동도를 얼마나 효율적으로 극대화하느냐에 달려 있습니다. 1.드리프트(Drift) 전류 드리프트 전류(Drift current)는 반도체 내부에 외부 전기장(E)이 ..

안녕하세요, ESTJ-EGNR입니다.ㅛ오늘은 반도체 제조의 심장이라 불리는 노광(Photolithography) 공정에 대해 심층적으로 다뤄보겠습니다.이 공정은 단순히 웨이퍼 위에 빛을 비추는 과정이 아니라, 광학·재료·정밀 기계공학의 집약체로서 반도체 성능과 집적도를 결정짓는 핵심 단계입니다.포에클에 포를 담당하고 있을만큼 중요한 공정이죠 !!! 1. 포토 공정의 기본 원리포토공정은 회로 패턴을 마스크(Mask)로부터 감광액(Photoresist, PR)이 도포된 웨이퍼 표면으로 전사하는 과정입니다. 이때 핵심은 얼마나 정밀하고 작은 선폭(Critical Dimension, CD)을 구현하느냐입니다. 즉, 노광의 해상도는 곧 반도체의 세대와 직결됩니다. 1-1. 해상도(Resolution)를 결정하는..

안녕하세요. ESTJ 공대생, ESTJ-EGNR입니다. 오늘은 피크(Fick)의 확산 법칙에 대해서 알아보겠습니다 ! 피크(Fick)의 확산 법칙 은 반도체 공정 엔지니어링의 핵심 이론입니다. 이 법칙은 도핑(Diffusion), 증착(Deposition), 식각(Etch), 산화(Oxidation) 등 거의 모든 반도체 공정의 물질 전달 한계(Material Transport Limit)를 해석하는 핵심 이론으로 사용됩니다. 1. Fick의 제1법칙 — 정상 상태 확산 (Steady-State Diffusion) Fick의 제1법칙은 시간에 따른 농도 변화가 없는, 즉 정상 상태에서의 확산을 설명합니다. 이는 물질이 고농도 영역에서 저농도 영역으로 이동하는 구동력(Driving Force)을 ..

열팽창계수(Coefficient of Thermal Expansion, CTE)는물질이 온도 변화에 따라 얼마나 팽창하거나 수축하는지를 나타내는 물리적 특성입니다. 이는 물질의 온도가 변할 때 단위 길이 또는 부피 당 길이 또는 부피의 변화량을 나타냅니다.  물질마다 고유의 CTE를 가지며, 이는 물질의 원자 구조와 결합 방식에 따라 다릅니다. 일반적으로 금속은 높은 CTE를 가지며, 세라믹과 같은 비금속 재료는 낮은 CTE를 가집니다. CTE는 보통 선팽창계수(Linear Thermal Expansion Coefficient)와 체적팽창계수(Volumetric Thermal Expansion Coefficient)에서 생각됩니다 선팽창계수  온도 변화에 따른 길이 변화   체적팽창계수  온도 변화에 따..

Thin film 박막 공정은 반도체 제조에서 사용되는 공정 중 하나로, 반도체 기판 상에 아주 얇은 층을 증착하는 과정을 말합니다. 이러한 얇은 층은 반도체 소자의 기능을 결정하고, 전기적, 광학적, 또는 기계적 특성을 제어하는 데 사용됩니다.  크게 우리는 물리적증착 (PVD), 화학적증착 (CVD) 크게 두가지로 분류를 합니다 ! 오늘은 PVD에 대해서 간단히 다뤄 보겠습니다  1) Physical Vapor Depostion (PVD) PVD는 증착시키고 싶은 고체물질을 증착하는 기술로 고체물질을 기체상태로 변환 후 이를 직접적으로 타겟표면에 증착시켜 박막을 형성합니다. PVD에서도 스퍼터링(Sputtering), 열 증착 (Thermal Evaporation) 크게 두가지로 나눌 수 있습니다  ..

High Bandwidth Memory (HBM)고성능 컴퓨터 및 그래픽 처리 장치(GPU)에서 사용되는 혁신적인 메모리 기술입니다. HBM은 기존의 메모리 기술과는 다르게 3D 스택 기술을 사용하여 제작됩니다.   간단히 말하면 DRAM을 여러 개 쌓은 구조입니다. DRAM을 여러 개 쌓고 TSV (Through Silicon Via)뚫어서 수직으로 연결하는 기술을 이용합니다 여러개의 CHIP을 세로로 쌓고 TSV (구멍을뚫고 연결)를 통해 전기적으로 연결되며이 연결을 통해 데이터가 한침에더 다른칩으로 빠르게 전송됩니다TSV 기술을 통해 HBM은 고밀도로 메모리를 쌓을 수 있으며각 칩 간에 연결을 빠르고 효율적으로 수행 할 수 있습니다.   HBM의 장점1.높은 대역폭: HBM은 여러 층으로 쌓인 메모..

Tunneling Effects (터널링 이펙트)  터널링 효과(tunneling effect) 또는 터널링(tunneling)은 양자 역학에서 미세입자가 가지는 파동의 성질로 인해 넘을 수 없는 장벽을 넘어가는 현상을 말합니다.  고전역학에서는 에너지가 부족한 입자는 장벽을 넘어갈 수 없다고 하지만, 양자역학에서는 입자의 파동성으로 인해 입자가 장벽을 넘어갈 확률이 존재합니다.  > 전자의 파동적 성질 입자의 파동성은 입자가 입자와 파동의 성질을 동시에 가지고 있다는 양자역학의 기본 개념입니다.입자의 파동성으로 인해 입자는 장벽을 넘어갈 확률이 존재합니다.터널링 확률은 입자의 에너지, 장벽의 높이, 장벽의 두께 등에 따라 결정됩니다.  입자의 에너지가 높을 수록 장벽의 높이가 낮을수록 장벽의 두께가 얇..

메모리반도체 ? 메모리 반도체는 데이터를 저장하는 데 사용되는 반도체 소자입니다. 컴퓨터, 스마트폰, 가전제품 등 모든 전자 기기에 필수적인 부품 데이터 처리 속도와 용량을 결정하는 중요한 역할을 합니다. 메모리 반도체는 크게 휘발성 메모리 , 비휘발성 메모리 2가지로 나눌 수 있습니다 1) 휘발성 메모리 휘발성 메모리는 전원이 끊어지면 데이터가 사라지는 메모리입니다. 대표적인 휘발성 메모리로는 DRAM(Dynamic Random Access Memory)이 있습니다. DRAM은 컴퓨터의 주기억장치(RAM)로 사용되며, 데이터 처리 속도가 빠르지만 전력 소모가 많습니다. DRAM의 구조는 크게 셀(cell), 행(row address line), 열(column address line) 셀은 데이터를 저..