We described the impact ionization rates of electron in GaAs/AlGaAs MQH(multi- quantum well) using EMC(ensenble Monte Carlo) simulation. Hot electron energy of injected into quantum well is increasing nearly liearly due to the applied electric field to the barrier of MQM inspite of various Al mole fraction in AlGaAs or barrier width. Impact ionization rates are decreasing exponentially by increasing Al mole fraction, and they have peak vague due to the barrier width.
Non-local impact ionization 현상의 해석에 사용될 수 있는 새로운 local model이 제시되었다. 새로운 모델은 임의의 점에서 가상의 선형 전기장과 path integral로 계산되는 유효전기장의 값을 이용한다. 이 모델은 불순물 농도, 전자 및 홀 농도, 전기장의 기울기 둥의 local 변수만을 이용함으로써 기존의 drift-diffusion 소자 시뮬레이터에 쉽게 적용될 수 있다. 결과를 Monte Carlo 시뮬레이션과 비교하여 새로운 모델이 non-local 현상을 잘 설명하는 것을 확인할 수 있었다.
In this paper, the hot carrier effect and device degradation of deep submicrometer SC-PMOSFETs have been measured and characterized. It has been shown that the substrate current of a 0.15$\mu$m PMOSFET increases with increasing of impact ionization rate, and the impact ionization rate is a function of the gate length and gate bias voltage. Correlation between gate current and substrate current is investigated within the general framework of the lucky-electron. It is found that the impact ionization rate increases, but the device degradation is not serious with decreasing effective channel length. SCIHE is suggested as the possible phusical mechanism for enhanced impact ionization rate and gate current reduction. Considering the hot carrier induced device degradation, it has been found that the maximum supply voltage is about -2.6V for 0.15$\mu$m PMOSFET.
포논산란과 임팩트이온화 모델은 풀밴드 모델과 페르미 황금법칙을 이용한 고에너지 영역에서 hot carrier 전송을 해석하기 위해서 제시되어 왔다. 본 연구에서는 77K와 300k에서 실제에너지 밴드 구조를 이용한 Si의 임팩트이온화 과정에 대해서 온도 의존성을 조사했다. 풀밴드 모델은 local form factors을 이용한 의사포텐셜방법에서 얻어지고, 산란율 계산에 이용된다. 정확한 임팩트이온화율 계산은 파동벡터와 주파수에 의존하는 유전함수를 필요로 한다. 포논 산란율은 상태밀도에 선형적으로 의존하기 때문에 포논산란율과 상태밀도의 비에 대한 선형함수 유도에 의해서 구해진다 임팩트이온화율 $P_{ii}$ 는 first principle's theory로부터 계산되어지고, 수정된 Keldysh 공식에 의해서 최적화되었다.
A capacitorless one transistor dynamic random access memory (1T-DRAM) on silicon-germanium-on-insulator substrate was investigated. SGOI technology can make high effective mobility because of lattice mismatch between the Si channel and the SiGe buffer layer. To evaluate memory characteristics of 1T-DRAM, the floating body effect is generated by impact ionization (II) and gate induced drain leakage (GIDL) current. Compared with use of impact ionization current, the use of GIDL current leads to low power consumption and larger sense margin.
A new Hydrodynamic model for the high energy tail electrons(Tail Electron Hydrodynamic Model : TEHD) is developed using the moment method. The Monte Carlo method is applied to a $n^{+}-n^{-}-n^{+}$ device to calibrate the TEHD equations. the discretization method and numerical procedures are explained. New models for the impact ionization and injection into the gate oxide using the tail electron density are proposed. The simulated results of the impact ionization rate for a $n^{+}-n^{-}-n^{+}$ device and MOSFET devices, and the gate injection experiment are shown to give good agreement with the Monte Carlo simulation and the measurements.
Isothiazolinone derivatives are widely used in consumer products as disinfectants or preservatives, but there are growing concerns about their impact on human health. Therefore, rapid screening of these biocides is very important for proper control and regulation of potentially hazardous substances. To this end, low-temperature plasma (LTP) ionization mass spectrometry (MS) was investigated to demonstrate its potential for direct and selective analysis of isothiazolinones from sprayed aerosol samples. Benzisothiazolinone (BIT) was clearly identified from a commercial fabric deodorant using LTP ionization MS and MS/MS. LTP allowed selective ionization of BIT directly from the simply sprayed aerosol sample and illustrated its potential for fast screening without sample pre-treatments. Selective nature of LTP ionization, on the other hands, implicates use of LTP ionization MS as a general screening method for specific groups of hazardous chemicals in commercial products.
반도체소자의 전자전송특성을 해석하기 위하여 임팩트이온화현상은 매우 중요하다. 임팩트이온화는 전자-정공쌍들의 생성과정이므로 소자에 인가되는 전압이나 온도에 따라 소자의 특성이 변화될 수 있다. 본 연구에서는 Constant Voltage 스켈링이론을 적용하여 게이트 길이를 50nm까지 스케일 다운하였으며 TCAD시뮬레이터를 이용하여 세 가지 모델-Van Overstraeten, Okuto, Ours-에 대하여 임팩트이온화와 breakdown등을 비교 분석하였다.
최근 반도체 소자의 미세화에 따라, 단채널 효과에 의한 누설전류 및 소비전력의 증가 등이 문제되고 있다. 대표적인 휘발성 메모리인 dynammic random access memory (DRAM)의 경우, 소자의 집적화가 진행됨에 따라 저장되는 정보의 양을 유지하기 위해 캐패시터영역의 복잡한 공정을 요구하게 된다. 하나의 캐패시터와 하나의 트랜지스터로 이루어진 기존의 DRAM과 달리, single transistor (1T) DRAM은 silicon-on-insulator (SOI) 기술을 기반으로 하여, 하나의 트랜지스터로 DRAM 동작을 구현한다. 이러한 구조적인 이점 이외에도, 우수한 전기적 절연 특성과 기생 정전용량 및 소비 전력의 감소 등의 장점을 가지고 있다. 또한 strained-Si 층을 적용한 strained-Silicon-On-Insulator (sSOI) 기술을 이용하여, 전기적 특성 및 메모리 특성의 향상을 기대 할 수 있다. 본 연구에서는 sSOI 기판위에 1T-DRAM을 구현하였으며, impact ionization과 gate induced-drain-leakage (GIDL) 전류에 의한 메모리 구동 방법을 통해 sSOI 1T-DRAM의 메모리 특성을 평가하였다. 그 결과 strain 효과에 의한 전기적 특성의 향상을 확인하였으며, GIDL 전류를 이용한 메모리 구동 방법을 사용했을 경우 낮은 소비 전력과 개선된 메모리 윈도우를 확인하였다.
현재 게이트 길이가 100nm 이하의 MOSFET 소자를 구현할 때 가장 대두되는 문제인 short channel effect를 억제하는 방법으로 제안된 소자 중 하나가 double gate (DG) silicon-on-insulator (SOI) MOSFET이다. 그러나 DG SOI MOSFET는 두 게이트간의 align과 threshold voltage control 문제가 있다. 본 논문에서는 DG SOI MOSFET에서 이상적으로 게이트가 align된 구조와 back 게이트가 front 게이트보다 긴 non-align된 구조가 subthreshold 동작 영역에서 impact ionization에 미치는 영향에 대해 시뮬레이션을 통하여 비교 분석하였다. 그 결과 게이트가 이상적으로 align된 구조보다 back 게이트가 front 게이트보다 긴 non-align된 구조가 게이트와 드레인이 overlap된 영역에서 impact ionization이 증가하였으며 게이트가 각각 n+ 폴리실리콘과 p+ 폴리실리콘을 가진 소자에서 두 게이트가 같은 work function을 가진 소자보다 높은 impact generation rate을 가짐을 알 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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