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알아두면 유익한 반도체 지식-1편

    • 신효리 기자
    • |
    • 입력 2021-01-13 13:48
    • |
    • 수정 2021-01-13 13:48

IT강국 대한민국에서 반도체는 심장과도 같은 부분입니다. 2019년, 일본이 우리나라에 반도체 소자 수출을 막아 우리나라는 다소 큰 타격을 입기도 했습니다. 우리가 자주 사용하고 가까이하고 지내는 TV, 스마트폰, 노트북 모두 반도체를 지니고 있습니다.

우리 주변에서 쉽게 찾아볼 수 있는 반도체에 대해 얼마나 알고 계시는가요? 익숙한 단어이지만 정확히 무엇을 의미하고 어떻게 만들어지는지는 잘 모르시나요? 그렇다면 잘 오셨습니다. 이 글에서 반도체의 정의부터 반도체에 관련한 간단한 지식까지 알려드릴 예정이니 즐겨주세요!

1. 반도체란?
반도체를 국어사전에서 검색했을 때, '반-도체(半導體)'라고 나옵니다. 이때, ‘반’이라는 글씨에 집중해봅시다. 半 라는 한자는 ‘반 반’이라는 한자로 ‘절반’이라는 의미가 있습니다. 이름에서부터 알 수 있듯이 반도체란, ‘절반만 도체’라는 의미입니다.

그렇다면 '도체가 뭐지?'라는 의문이 생기실 텐데요. 전기가 아주 잘 흐르는 물질들을 모두 ‘도체’라고 부릅니다.

이 세상에는 전류가 잘 흐르는 물질도 있고 아예 흐르지 않는 물질도 있지요. 전자는 ‘도체(導體)’, 후자는 ‘부도체(不導體)’라고 부릅니다. 이 두 물질 사이에 있는 것을 ‘반도체’라고 부릅니다. 도체에 어떤 불순물을 섞어 전류가 잘 흐르지 못하게 만드는 것입니다. 그렇다고 전류가 아예 흐르지 않는 것은 아니니 부도체는 아닙니다!

그림으로 살펴봅시다.

가전자대 : 전자가 있다.

전도대 : 가전자대에 있던 전자가 전도대로 가면 전류가 흐른다.

차이점이 보이시나요? 도체의 경우, 전도대와 가전자대가 겹쳐 있지만, 부도체의 경우엔 전도대와 가전자대 사이가 굉장히 크게 벌어져 있군요. 도체의 경우에는 가전자대의 전자가 전도대로 이동하기 쉽겠지만, 부도체의 경우엔 어렵겠네요!

다시 말하면, 도체는 전류가 흐르기 쉽고, 부도체는 전류가 흐르기 어렵겠네요! 이런 원리였군요!

반도체는 이 중간이고요!

2. P형, N형 반도체
앞서 말했듯 반도체는 순수한 반도체에 불순물을 섞어 만들어요. 순수한 반도체는 규소(Si)로 이루어져 있습니다. 이때, 규소는 자신의 주변에 네 개의 전자를 데리고 있습니다. 이런 순수한 도체에 어떤 불순물을 섞느냐에 따라서 p형 반도체가 될 수도, n형 반도체가 될 수도 있습니다.


p형 반도체란 주변에 전자가 3개뿐인 불순물을 첨가하여 만듭니다. 원래는 전자가 4개 있다가 3개로 줄어드니, 이 반도체는 +를 띄게 되겠죠?

위 사진은 순수한 반도체(Si)에 전자가 3개인 불순물 붕소(B)를 첨가하여 만든 P형 반도체입니다.


n형 반도체란 주변에 전자가 5개인 불순물을 첨가하여 만듭니다. 원래는 전자가 4개 있다가 5개로 늘어나니, 이 반도체는 –를 띄게 됩니다.

반도체에 대해 조금 이해가 되나요? 이번 글에서는 반도체가 무엇인지, 종류는 어떤 것이 있는지 간단히 알아보았는데요, 다음에는 '반도체 제조 공정'을 설명하겠습니다.

신효리 기자

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