[지식] 반도체란 무엇일까

출처 - ASML

반도체란 무엇일까

반도체를 알기 전 도체와 절연체에 대해 알면 좋기 때문에 간략히 정리했다.

도체는 말 그대로 전기가 잘 통하는 물질이고, 절연체는 도체와 정반대로 전기가 통하지 않는 물질이다.

 

반도체는 그 중간적인 성질을 나타내는 것으로 열, 빛, 자장, 전압, 전류 등을 이용해서 그 성질을 변화시켜 컴퓨터, 모바일 기기 등과 같은 각 분야에 용이하게 사용할 수 있다.

출처 - ASML

반도체 재료로는 초기에 게르마늄을 사용했으나, 최근에는 대부분 실리콘을 사용한다.

실리콘을 사용하는 이유는 저렴하고, 생산성 높고, 안정적이다.

출처 - Google

실리콘은 원자의 규칙적인 배열이 고체 전체에 균일하게 이루어져 있는 단결정이라 매우 안정적인 구조이다.

반도체적 성질이 뛰어난 재료는 많이 있으나 실리콘의 제련이 다른 재료에 비해 상대적으로 구현하기 쉽다.

반도체에 쓰이는 실리콘은 자연상태의 실리콘을 99.99999999%의 초고순도 실리콘으로 정제한 것이다.

고순도 실리콘을 고온에서 녹인 후  길게 늘어뜨린 일자형의 실리콘 결정을 회전시키면서 원자 배열이 한 방향으로 나열된 원통형의 실리콘 기둥을 만든다. 이것을 잉곳이라고 하며, 일자 원통형의 잉곳을 가로로 얇게 잘라 만든 원반이 반도체 기반으로 사용되는 웨이퍼이다.

잉곳과 웨이퍼 (출처 - 전자신문)