• 전자공학회논문지A
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• 제33A권4호
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• pp.121-128
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• 1996

The impact ionization rate of thethighly-doped AlGaAs/GaAs quantum well structure is calculated, which is an important parameter ot design theinfrared detector APD and the novel neural device. In conjunction with ensemble monte carlo method and quantum mechanical treatment, we analyze the effects of the parameters of quantum well structure on the impact ionization rate. Since the number of the occupied subbands increases while the energy of the subbands decreases as the width of quantum well increases, the impact ionization rate increases in the range of th esmall well width but gradually the increament slows down and is finally saturated. Due to the effect of the energy of the injected electrons into the quantum well and the tunneling through the barrier, the impact ionization rate increases for the range of the small barrier width and decreases for the range of the large barrier width. Thus, there exists a barrier width to maximize the impact ionzation rate for a mole fraction x, and the barrier width moves to the larger vaue as the mole fraction x increases. The impact ionization rate is much more sensitive to the variation of the doping density than that of the other quantum well parameters. We found that there is a limit of the doping density to confine the electronics in the quantum well effectively.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 1999년도 추계종합학술대회
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• pp.520-524
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• 1999

임팩트이온화율은 낮은 전자에너지에서는 이방성이지만, 임팩트이온화가 자주 발생하는 높은 에너지 영역에서는 등방성이 된다. 본 연구에서는 300K와 77K에서의 임팩트이온화율을 계산하기 위하여 의사포텐셜 방법으로 구한 full 에너지 밴드 구조와 페르미의 황금법칙 군 사용하였다. 계산된 임팩트이온화율은 수정된 Keldysh공식을 사용하여 표현되었다. GaAs 임팩트이온화 모델의 타당성을 고찰하기 위해 Monte Carlo simulator를 제작하여 300K와 77K에서의 임팩트이온화 계수를 구하여 비교하였다 시뮬레이션 결과, 300K에서 임팩트이온화 과정의 이방성특성이 관찰되었지만, 77K에서는 거의 임팩트이온화 계수가 일정함을 입증하였다. 특히, 77K에서 <110>방향을 따라 적용된 전계에서는 이방성특성이 나타남을 입증하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 1999년도 춘계종합학술대회
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• pp.389-393
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• 1999

디바이스 효율에 커다란 영향을 미치고 있는 임팩트이온화현상의 정확한 모델이 디바이스 시뮬레이션에 필수적인 요소가 되고 있다. 최근에는 정확한 GaAs 임팩트이온화 모델을 위해 각 에너지 범위에 파라서 7.8과 5.6의 지수를 갖는 수정된 Keldysh 공식이 사용되고 있다. 그러나 이 모델 또한 임팩트이온화의 방향성을 무시한 등방성 모델로서 저에너지에서 이방성을 보이는 임팩트이온화모델로서는 부적합하다. 임팩트이온화율은 낮은 전자에너지에서는 강한 이방성 성질을 나타내는 반면에, 임팩트이온화현상이 자주 발생하는 높은 에너지 범위에서는 등방성이 된다. 임팩트이온화율을 계산하기 위하여 Fermi 황금법칙과 의사 포텐셜방법에 의하여 계산된 full 에너지 밴드구조를 사용하였다. Form factor 및 실험값을 비교하였으며, 방향에 따른 전도대의 에너지 밴드 구조를 <100>, <110>, <111>의 방향에 대하여 조사하였다. 결과적으로, 임팩트이온화의 문턱에너지가 이방성을 갖음을 알 수 있었다. 또한 상대적으로 낮은 에너지 즉, 문턱에너지 근처에서 임팩트이온화율이 더욱 심하게 변화함을 알 수 있다.

• 전자공학회논문지A
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• 제33A권4호
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• pp.129-135
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• 1996

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.

• 전자공학회논문지A
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• 제33A권11호
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• pp.112-119
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• 1996

Impact ionization model in GaAs has been presented by modified keldysh formula with two sets of power exponent of 7.8 and 5.6 in study. Impact ionization rate is derived from fermil's golden rule and ful lenergy band stucture based on empirical pseudopotential method. Impact ionization rates show anisotropic property in low energy region (<3eV), but isotropic in high energy region (3>eV). Full band monte calo simulator is coded for investigating the validity of the GaAs impact ionization model, and validity is checked by comparing impact ionization coefficients with experimental values and ones in anisotropic model. Valley transitions to energy alteration are explained by investigating electron motion in brillouin zone for full band model to electric field variation.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제3권4호
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• pp.915-922
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• 1999

본 논문에서는 GaAs 풀밴드 E-k관계를 이용하여 전계방향에 따라 임팩트이온화가 전자전송에 미치는 영향을 분석하였다. E-k관계를 구하기 위하여 페르미황금법칙과 local form factor를 이용하는 의사포텐셜방법을 사용하였으며 임팩트이온화율을 구하기 위하여 브릴로우인영역을 사면체로 분할하여 각 사면체마다 적분하는 사면체방법을 이용하였다. 임팩트이온화의 이방성분석을 위하여 Monte Carlo시뮬레이션을 수행하였다. 특히 임팩트이온화의 과도상태분석을 수행한 결과, 이방성은 과도상태에서만 발생하는 것으로 나타났으며 정상상태에서는 등방성 특성을 보이는 것으로 나타났다. 본 연구에서 제시한 GaAs 임팩트이온화의 이방성특성은 GaAs 소자의 과도응답특성분석에 사용될 수 있으리라 사료된다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제4권3호
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• pp.697-703
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• 2000

임팩트이온화현상은 소자의 크기가 점점 작아지면서, 높은 에너지에 있는 hot carrier 전송 을 해석하기 위해 매우 중요하므로 소자의 시뮬레이션에 정확한 임팩트이온화모델이 필수적이다. 털 연구에서는 의사포텐셜방법을 사용하여 풀밴드모델을 구하고, 임팩트이온화율은 수정된 Keldysh 공식을 이용하여 유도하였다. 본 연구에서는 Gahs 임팩트이은화의 온도의존특성을 조사하기 위하여 Monte Carlo 시뮬레이터를 제작하여 임팩트이온화계수를 구하였다. 결과적으로, 임팩트이온화계수는 300K에서 실험값과 잘 일치하였다. 또한 에너지는 전계가 증가할수록 증가하고, 높은 온도에서는 포논 산란의 emission mode가 높기 때문에 에너지가 감소함을 알 수 있었다. 임팩트이온화의 대수 fitting 함수 식은 온도와 전계에 대해 2차식으로 표현하였다. 대수 fitting 함수의 오차는 대부분 5%이내에 머물렀다. 그러므로 대수식으로 표현된 임팩트 이온화계수는 온도에 의존함을 알았고, 임팩트이온화계수를 구하는데 시간을 절약할 수 있다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2000년도 춘계종합학술대회
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• pp.460-464
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• 2000

임팩트이온화현상은 소자의 크기가 점점 작아지면서, 높은 에너지에 있는 hot carrier 전송을 해석하기 위해 매우 중요하므로 소자의 시뮬레이션에 정확한 임팩트이온화모델이 필수적이다. 본 연구에서는 의사포텐셜방법을 사용하여 full 밴드모델을 구하고, 임팩트이온화율은 수정된 Keldysh 공식을 이용하여 유도하였다. 본 연구에서는 GaAs 임팩트이온화의 온도와 전계에 대한 의존특성을 조사하기 위하여 Monte Carlo 시뮬레이터를 제작하여 임팩트이온화계수를 구하였다. 결과적으로, 임팩트이온화계수는 300K에서 실험 값과 잘 일치하였다. 또한 에너지는 전계가 증가할수륵 증가하고, 높은 온도에서는 포논산란의 emission mode가 높기 때문에 에너지가 감소함을 알 수 있었다. 임팩트 이온화의 대수 fitting 함수 식은 온도와 전계에 대해 2차 식으로 표현하였다. 대수 fitting 함수의 오차는 대부분 5%이내에 머물렀다. 그러므로 대수 식으로 표현된 임팩트이온화계수는 온도와 전계에 의존함을 알았고, 온도와 전계에 의존하는 임팩트이온화계수를 구하는데 시간을 절약할 수 있다

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 1999년도 추계종합학술대회
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• pp.552-554
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• 1999

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.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2000년도 춘계종합학술대회
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• pp.451-454
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• 2000

임팩트이온화는 고전계하에서 고에너지를 지닌 캐리어간 산란으로써 전자전송해석에 필수적인 요소이다. 임팩트이온화율 계산은 풀밴드 E-k관계와 페르미의 황금법칙을 이용하였다. 본 연구에서는 풀밴드 Monte Carlo 시뮬레이션을 이용하여 온도 및 전계에 대한 Si 임팩트이온화계수를 조사하였다. 임팩트이온화 모델에 의해서 계산된 look의 임팩트이온화계수는 실험값과 잘 맞았다. 온도상승에 따른 임팩트이온화계수와 전자의 에너지는 포논산란의 emission 모드의 증가 때문에 감소함을 알 수 있었다. 임팩트이온화계수의 대수는 온도와 전계에 대한 선형함수로 fitting 되었다. 이 선형함수의 오차는 5%이내이다. 결과적으로 임팩트이온화계수의 대수는 선형적으로 온도와 전계에 의존함을 알 수 있었다.