n형 반도체와 p형 반도체의 차이점 정리
n형 반도체는 실리콘에 인이나 비소 같은 V족 불순물(도너)을 첨가하여 남는 전자를 다수 캐리어로 만든 것입니다. p형 반도체는 붕소 같은 III족 불순물(억셉터)을 첨가하여 전자가 부족해 생긴 정공을 다수 캐리어로 만든 것입니다. 페르미 준위는 n형에서는 전도대 쪽, p형에서는 가전자대 쪽으로 치우칩니다. 실리콘에서는 전자의 이동도가 정공의 약 2~3배이므로, 같은 불순물 농도라면 n형의 비저항이 더 낮습니다.
| 비교 항목 | n형 | p형 |
|---|---|---|
| 첨가하는 불순물(실리콘) | V족의 인(P), 비소(As), 안티몬(Sb) | III족의 붕소(B). 그 밖에 인듐 등 |
| 불순물의 명칭과 역할 | 도너. 전자를 1개 내줍니다 | 억셉터. 전자를 1개 받아들여 가전자대에 정공을 만듭니다 |
| 이온화된 불순물의 전하 | 양. 격자에 고정되어 움직이지 않습니다 | 음. 격자에 고정되어 움직이지 않습니다 |
| 불순물 준위(실리콘) | 전도대 하단에서 약 0.045 eV(인), 약 0.054 eV(비소) | 가전자대 상단에서 약 0.045 eV(붕소) |
| 다수 캐리어/소수 캐리어 | 전자/정공 | 정공/전자 |
| 캐리어 밀도(모두 이온화했을 때) | n ≈ ND, p = ni² / ND | p ≈ NA, n = ni² / NA |
| 페르미 준위 | 진성 페르미 준위보다 전도대 쪽. 농도가 높을수록 전도대에 가까워집니다 | 진성 페르미 준위보다 가전자대 쪽. 농도가 높을수록 가전자대에 가까워집니다 |
| 다수 캐리어의 이동도(저농도 실리콘, 기준값) | 전자 약 1400 cm²/V·s | 정공 약 450 cm²/V·s |
| 같은 농도에서의 비저항 | 낮음 | n형의 약 2~3배 높음 |
| CMOS에서 쓰이는 곳 | nMOS의 소스·드레인, pMOS를 만드는 n웰 | pMOS의 소스·드레인, nMOS를 만드는 p웰. CMOS용 실리콘 웨이퍼는 p형이 많습니다 |
수치는 대략적인 자릿수 기준이며, 공정 세대와 제품에 따라 달라져요.