산업에서 차지하는 반도체 비중이 점점 높아지고 있습니다. 반도체는 구조가 어떻게 구성돼있는지에 따라 결정질 반도체와 비결정질 반도체로 구분 할 수 있습니다. 이 중 비결정질 반도체 구조 및 특성 등에 대해 알아보도록 하겠습니다.
비결정질 반도체란
비결정질 반도체는 결정 구조를 갖고 있지 않는 반도체를 의미합니다. 결정 구조란 원자들이 일정한 규칙에 따라 배열된어 있는 구조를 의미합니다. 즉 유의미한 규칙이 없이 나열돼있는 반도체라고 보시면 됩니다. 비결정질 반도체는 결정질 반도체와 대칭되는 용어입니다. 비결정질 반도체는 결정질 반도체에 비해 전기적 특성이 약하긴 하지만 간단한 제조공정을 통해 생산할 수 있어 대량생산에 적합한 반도체로 다양한 분야에 사용됩니다.
비결정질 반도체 구조
비결정질 반도체는 두 가지로 구분됩니다. 구분은 원자 배열이 조금이라도 있는가, 즉 무질서 상태의 정도에 따라 아모퍼스와 세미크리스탈로 구분 할 수 있습니다.
아모퍼스
아모퍼스는 결정 격자 내의 원자들이 완전 무질서하게 배열된 구조입니다. 가장 열등한 전기적 특성을 가지고 있는 반도체입니다.
세미크리스탈
세미크리스탈은 규칙은 있으나 부분적으로 규칙적인 배열 구조를 갖습니다. 아모퍼스에 비하면 전기적 특성이 우수한 반도체라고 평가 할 수 있습니다.
비결정질 반도체 특성
비결정질 반도체는 원자들이 무질서하게 배열돼있으며 다음과 같은 특성이 있습니다. 먼저 전기적 특성으로서 저항이 높아 전류가 잘 흐르지 않고 정전 용량이 낮습니다. 이로 인해 전하를 잘 저장하지 못합니다. 또한 광학적 특성으로서 빛을 잘 흡수하고 잘 산란시키며, 기계적 특성으로 강도가 낮아 부서지기가 쉽습니다.
비결정질 반도체 제조 공정
비결정질 반도체를 제조하기 위해서는 다음과 같은 공정을 거칩니다. 먼저 원료인 순수한 실리콘이나 갈륨 비소 등을 준비한 뒤 원재료를 녹여 액체상태로 만듭니다. 다음으로 냉각 과정을 거치는데 액체 상태의 원재료를 급속 냉각시켜 결정 구조를 만들지 못하게 합니다. 이러한 과정을 거치면 비결정질 반도체가 만들어집니다. 결정질 반도체에 비해 제조 공정이 단순하다는 것을 알 수 있습니다.
비결정질 반도체 사용처
비결정질 반도체는 센서나 OLED, 디스플레이, 태양전지 등에 사용디ㅗㅂ니다. 또한 LED나 전력 반도체 등 에너지 분야에서도 사용되며 의료용 센서나 의료용 디스플레이 등에도 적용됩니다.
✅ 결정질 반도체의 특성에 대한 정보는 아래를 참고하세요.
✅ 반도체의 결정구조에 대한 정보는 아래를 참고하세요.