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반도체 8대 공정을 통해 어떻게 반도체 IC 칩을 만들까요? 사실.. IC칩의 핵심 소자인 단위반도체 MOSFET을 만드는 과정을 반도체 8대 공정과 매칭하려 했으나 MOSFET을 만드는 과정이 훨씬 복잡하더라구요. 그래서 단순한 모형으로 보여드리겠습니다 ㅠ 다른 포스팅들과 큰 차이가 없어 아쉽네요.. 8대 공정을 그림으로 한 번 준비해 봤어요 ① 웨이퍼 공정 웨이퍼 공정은 반도체 회로를 그려 넣을 기판을 만드는 공정입니다. 준비된 웨이퍼는 베어 웨이퍼(Bare Wafer)라고 부르며 도화지 같은 역할을 하죠. 회로가 그려지기 전이라 거울같이 매끄러운 표면을 가지고 있네요 웨이퍼는 주로 실리콘으로 만들어지는데 몇 가지 절차에 거쳐 만들어집니다. 잉곳을 만드는 방법은 쵸크랄스키법과 플로팅존법이 있습니다. ..

우리가 아는 반도체는 어떻게 만들어질까요? 반도체를 만드는 공정을 흔히 반도체 8대 공정이라고 합니다. 그리고 8대 공정의 순서는 아래와 같습니다. 사실 공정 자체를 설명하는 포스팅은 조금만 찾아보면 많습니다. 그런데.. 8대 공정이나 공정을 아무리 들여다 봐도 ‘반도체가 어떻게 만들어지나’ ‘원리가 무엇인가’에 대한 본연적인 궁금증에 대한 속시원한 해답을 찾을 수가 없었습니다. 그래서!! 이리저리 인터넷을 뒤져서!! 제가 이해한 내용을 토대로 설명해 보도록 하겠습니다. 먼저 반도체가 어떻게 생겼나 부터 시작해보도록 하겠습니다. 반도체의 종류가 사실 많은데 그 중 핵심인 ‘시스템 반도체’ 혹은 ‘비메모리 반도체’라고 불리는 cpu를 한 번 보도록 하죠 CPU는 중앙처리 장치로 연산, 인출, 해독, 실행,..

반도체란 무엇일까요? 전자/전기 제품의 기초 핵심이 되는 반도체에 대해 한 번 알아보도록 하겠습니다. 정말 안 들어본 사람이 없을 ‘반도체’라는 단어인데 사실 정의를 봐도 정확히 이해가 되진 않습니다. 네이버 백과의 정의를 보면 반도체란 “상온에서 전기가 잘 통하는 금속과 통하지 않는 절연체와의 중간 정도의 전기 저항을 가지는 물질” 이라 돼 있습니다. 솔직히 이렇게들어서 와 닿지는 않죠… 우선 이해를 돕기 위해 반도체의 분류와 간단한 그림을 첨부하였으니 한 번 보시죠. 보시면 사전에서 정의하는 반도체와 우리가 생각하는 반도체에 약간의 차이가 있습니다. 반도체를 전기가 통하는 도체와 통하지 않는 부도체의 중간인 소재라고 말하는 것은 '실리콘' 혹은 '게류마늄' 등의 반도체 물질에 도핑(첨가물 넣는 것)을..

이번 편에서는 도체, 부도체, 유전체에 대해 알아보도록 하겠습니다. 우선 가장 쉬운 도체와 부도체의 정의에 대해 보겠습니다. 도체는 전기가 잘 흐르는 것으로 정의되며 그림에서 보시는 것처럼 자유전자가 자유롭게 이동하여 전기가 잘 흐르고 열 또한 잘 전달됩니다. 위 그림은 전기가 흐른다기 보다는 (-)로 대전된 물체가 가까이 갔을 때 도체 내 발생하는 정전기 유도 현상에 대한 개념도라고 생각하시면 좋을 것 같네요. 그럼 부도체도 한 번 볼까요 부도체는 자유전자가 없기 때문에 전자가 마음대로 흘러가지 않죠 그래서 전기가 흐르지도 않고 부도체라고 합니다. 그래서 절연체라고도 부르죠. 그런데 유전체는 또 뭘까요? 절연체란 전기를 차단하는 물체인데.. 이는 결국 유전율이 매우 낮은 물질로 볼 수 있습니다. 유전율..

우선 전기 음성도(전자 친화도)에 따른 원자간 결합 구조를 살펴보도록 하겠습니다. Q. 쌍극자란? 분자 내에서 전하의 분포가 균일하지 않아 상대적으로 전기 음성도가 큰 원자는 부분적인 음전하(δ⁻)를 띠고, 상대적으로 전기 음성도가 작은 원자는 부분적인 양전하(δ⁺)를 띠는데, 이처럼 분자 내에서 일정한 거리를 두고 존재하는 서로 다른 전하를 쌍극자라고 합니다. 그럼 이제극성분자, 무극성 분자가 무엇인지 알아보도록 하죠!! 여기서 주의!! 극성/무극성하고 도체/부도체랑 헷갈리지 말도록 합시다. 극성 분자(Polar Molecules)는 분자 구조상 극성을 가질 수 밖에 없는 형입니다. 물(H2O)은 대표적인 극성 분자로 구조가 위와 같습니다. 물은 산소가 음극(-)성이며 양쪽에 위치한 수소가 양극성(+)..

전기 원리 1편을 보셨다면 원소가 무엇인지 아실테지요?ㅎㅎ 원소의 기본 성질은 양성자가 만들지만 ‘전기(전하)’와 관련 된 성질은 ‘전자’가 만들기 때문에 전자에 대해 짚고 넘어가도록 하겠습니다. 우선 기본적으로 원소 내에 양성자 수와 전자 수는 같아 지려는 성질을 가지고 있습니다. 즉 양성자 1개면 전자 1개, 양성자 3개면 전자 3개 이렇게요!! 하지만 전자라는게 이렇게 간단하게 구성되질 않지요 ㅠㅠ 보시는 것처럼 전자 껍질은 동일한 에너지 준위를 갖는 전자들이 채워지는 공간으로 전자 껍질 외의 부분에는 전자가 존재할 수 없습니다. 그리고 각각의 전자 껍질은 수용할 수 있는 전자 수 가 정해져 있습니다. 안타깝게도 전자가 꼭 안쪽부터 채워지지 않습니다. 안쪽의 전자껍질이 에너지 준위가 낮아 안정함에도..

전기 부품이나 반도체, 전기 이론과 용어에 대해 파고 파고 들어가다 보면 ‘화학’분야인 원자까지 내려가더라구요 ​ 그래서!!! 전기 원리 1편으로 원자 구조를 준비해 봤습니다. 원자는 세상 만물을 구성하는 기본 입자로 구조는 아래와 같이 생겼습니다. 리튬 원자를 예로 들어 보죠. 보이시는 것처럼 리튬 원자는 원자핵에 양성자가 3개가 있네요 ​이 원자는 원자번호 3번, Li(리튬) 입니다. ​ 원자에서 양성자는 (+) 양전하를 갖고 전자는 (-) 음전하를 갖습니다. 그리고 중성자는 전하는 없고, 통상 양성자와 동일한 개수가 있지요 세상에 가장 많다고 알려진 수소 같은 경우 주기율표의 1번입니다. 즉, 양성자 1개로 이루어져 있겠죠? ​ ​ 이렇게 양성자 수에 따라 정리해 놓은 표가 바로 주기율표 입니다. ..

다음은 모터 내 회전자계 입니다. ​ 우선 회전자계가 어떠한 방식으로 발생하는지 알아보겠습니다. 우선 앞선 포스팅 내용을 살펴보죠. 아래 그림처럼 3상 전류가 일정한 주파수를 가지고 들어올 때 모터 내에 회전하는 자기장이 형성된다고 하였습니다. 그렇다면 과연 이 회전 자계는 어떻게 만들어질까요? 이 원리를 알기 위해서는 전류에 의한 자기장 형성을 알아야 합니다. 그 원리는 아래와 같습니다. '앙페르의 오른나사 법칙' 한 번 보시죠!! 이처럼 도선에 전류가 흐르면 일정 규칙을 가지고 자기장이 형성됩니다. 여기서 일반적인 표기는 아래와 같습니다. 제가 설명한 그림은 평면을 뚫고 나오는 경우니 후자가 되겠네요 다시 원래 그림을 보면 여기서 동그란 원 모터를 확대하면 이런 형태로 되어 있다고 볼 수 있습니다. ..

유도기전력은 자기장 속에서 움직이는 도선에 발생하는 기전력으로 전류가 흘러가는 방향은 '플레밍의 오른손 법칙'을 이용해 손쉽게 알 수 있습니다. 네이버에 '플레밍의 오른손 법칙'을 검색하면 아래와 같이 나옵니다. 고등학교? 중학교?? 물리 시간에 나오는 내용인데 그림처럼 오른손 엄지는 도선의 운동 방향, 검지는 자속, 중지는 유도기전력 방향이 됩니다. '플레밍의 왼손 법칙'과 혼돈하기 쉬운데 간단하게 차이점을 설명드리자면 - '왼손 법칙'은 도선에 전류가 흐를때 도선에 발생하는 힘 - '오른손 법칙'은 도선이 움직일 때 발생하는 전류 라고 먼저 이해를 하시기 바랍니다. (두 경우 모두 자기장 내에서 입니다) 그리고 오른손 법칙을 다시 보면 도선이 움직일 때 뿐만 아니라 도선 내 변화하는 자기선속에 영향을..

전기에 대해 알고자 할 때 가장 기초가 되는 것 중 하나가 '직류와 교류' 입니다. ​ 직류(Direct Current), 교류(Alternative Current)는 단어 자체가 내포하고 있듯이 직류는 일정한 전압을 갖는 전류 교류는 계속해서 전압이 바뀌는 전류라고 생각할 수 있습니다. ​ 아래 그림과 같이 시간이 흐르며 일정한 전압을 유지하는 것을 직류 시간이 흐르며 전압이 바뀌는 전류가 교류 입니다. 단상(Single Phase) 교류 라고 적은 이유는 한개의 상이 아닌 여러개의 상을 가진 교류 전기도 있기 때문입니다. 대한민국 일반 가정에서 사용하는 220V는 대부분이 단상 교류라고 생각하시면 됩니다. ​ 직류 전류는 건전지에서 나오는 전류라고 보시면 됩니다. ​ ​ 산업 현장에서는 실제로 3상 ..