반도체 물성 및 소자 - 추가. 접합항복

- PN접합에 역방향 인가전압이 증가할 때, 낮은 Vr에서는 전류가 흐르지 않는다. 높은 Vr에서 결국 전류가 흐르고 경유에 따라서는 소자가 망가진다. 높은 Vr에서 전류가 흐를 떄 이를 접합항복이라 하고, 대표적인 매커니즘은 2개가 있다.

 

• 1. 제너효과 (Zener effect) : 비파괴항복, 제너 다이오드의 원리

- p영역, n영역의 도핑농도가 모두 높을 경우 발생한다.  Na, Nd가 높으면 depletion width가 감소하고, 이때 높은 Vr이 걸리면, 매우 극심한 에너지 밴드 휘어짐이 발생한다. 이 경우, p영역의 가전자대와 n영역의 전도대가 동일 에너지준위에서 가까운 거리에 위치가 가능하다. >> 터널링에 의한 전류가 발생한다.

- 제너효과는 한번 항복해도 계속 사용이 가능하다.

 

• 2. 애벌런치효과 (Avalanche effect) : pn다이오드의 파괴항복

  

 

- 높은 Vr에 의해 높은 depletion region 전계가 발생한다. Space charge 내 전자, 정공이 크게 가속되어 격자의 원자와 충돌 시, 새로운 전자 - 정공 쌍이 생성된다. 새로 생성된 전자 - 정공쌍을 포함해 가속되어 새 전자 - 정공 쌍이 생성된다. 전자 - 정공 쌍이 눈사태처럼 갈수록 증가하여, 전류가 증가하게 된다. 

- 애벌런치효과는 한번 항복하면 소자를 사용할 수 없다.