• 제목/요약/키워드: ionization coefficients

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GaAs임팩트이온화의 온도와 전계의존특성에 대한 연구 (A Study on the Temperature- and Field-Dependent Impact ionization for GaAs)

  • 고석웅;유창관;김재홍;정학기;이종인
    • 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

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$SF_{6}$ 가스중에서의 전리성장에 관한 연구 (A study on the ionization growth in $SF_{6}$ Gas)

  • 백용현;정주영;전덕규
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1988년도 전기.전자공학 학술대회 논문집
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    • pp.753-755
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    • 1988
  • In this paper, the effective ionization coefficients (${\alpha}-{\eta}$/Po) are measured by the steady state Townsend method in Townsend discharge domain. The effective ionization coefficients are measured in the range 75${\leqq}$E/Po${\leqq}$150(V/Torr. cm) in $SF_{6}$. The values of the effective ionization coefficients are easily and precisely determined by means of the linearization of current growth equation. The effective ionization coefficients of $SF_{6}$ were agreement with that of Bhalla and Craggs.

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풀밴드 몬데카를로 방법을 이용한 GaAs 임팩트이온화의 온도 의존성에 관한 연구 (A Study on the Temperature dependent Impact ionization for GaAs using the Full Band Monte Carlo Method)

  • 고석웅;유창관;정학기
    • 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.

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Monte Carlo 시뮬레이션을 이용한 Si 임팩트이온화계수의 온도 및 전계 특성 (The Temperature- and Field-dependent Impact ionization Coefficient for Silicon using Monte Carlo Simulation)

  • 유창관;고석웅;김재홍;정학기;이종인
    • 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.

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볼츠만 방정식에 의한 $CF_4$ 분자가스의 전리 및 부착계수에 관한 연구 (The study of ionization and attachment coefficients in $CF_4$ molecular gas by Boltzmann equation)

  • 송병두;하성철;전병훈
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2004년도 추계학술대회 논문집 Vol.17
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    • pp.628-631
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    • 2004
  • A tetrafluoromethane$(CF_4)$ is most useful gas in plasma dry etching, because it has a electron attachment cross-section. therefor it is important to calculate transport coefficients like electron drift velocity, ionization coefficient, attachment coefficient, effective ionization coefficient. and critical E/N. The aim of this study is to get these transport coefficients for information of the insulation strength and efficiency of etching process. Electron transport coefficients in $CF_4+Ar$ gas mixture are simulated in range of E/N values from 1 to 250 [Td] at 300[K} and 1 [Torr] by using Boltzmann equation method. The results of this method can be important data to present characteristic of gas for plasma etching and insulation, specially critical E/N is a data to evaluate insulation strength of a gas. and is presented in this paper for various mixture ratios of $CF_4+Ar$ gas mixture.

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$SF_6$+Ar 혼합기체의 전리 및 부착계수에 관한 연구 (The Study on the Electron ionization and Attachment Coefficients in $SF_6$+Ar Mixtures Gas)

  • 김상남;하성철
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2000년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.591-593
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    • 2000
  • In this paper, we describe the results of a combined experimental theoretical study designed to understand and predict the dielectric properties of SF$_{6}$ and SF$_{6}$+Ar mixtures. The electron transport, ionization, and attachment coefficients for pure SF$_{6}$ and gas mixtures containing SF$_{6}$ has been analysed over the E/N range 30~300[Td] by a two term Boltzmann equation and by a Monte Carlo Simulation using a set of electron cross sections determined by other authors, experimentally the electron swarm parameters for 0.2[%] and 0.5[%] SF$_{6}$+Ar mixtures were measured by time- of- flight method, The results show that the deduced electron drift velocities, the electron ionization or attachment coefficients, longitudinal and transverse diffusion coefficients and mean energy agree reasonably well with the experimental and theoretical for a rang of E/N values. Electron energy distribution functions computed from numerical solutions of the electron transport and reaction coefficients as functions of E/N. We have calculated $\alpha$,η and $\alpha$-η the ionization, attachment coefficients, effective ionization coefficients, and (E/N), the limiting breakdown electric-field to gas density ratio, in SF$_{6}$ and SF$_{6}$+Ar mixtures by numerically solving the Boltzmann equation for the electron energy distribution. The results obtained from Boltzmann equation method and Monte Carlo simulation have been compared with present and previously obtained data and respective set of electron collision cross sections of theections of the

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CaAs의 임팩트이온화에 대한 온도의존특성 (The Temperature Dependent Properties for Impact ionization of CaAs)

  • 고석웅;유창관;정학기;이종인
    • 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.

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CF4 기체에서의 전리와 부착계수 (Ionization and Attachment Coefficients in CF4)

  • 김상남
    • 전기학회논문지P
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    • 제60권1호
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    • pp.27-31
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    • 2011
  • In this paper, the electron transport characteristics in $CF_4$ has been analysed over the E/N range 1~300[Td] by a two-term approximation Boltzmann equation method and by a Monte Carlo simulation. The motion has been calculated to give swarm parameters for the electron drift velocity, longitudinal diffusion coefficient, the ratio of the diffusion coefficient to the mobility, electron ionization and attachment coefficients, effective ionization coefficient, mean energy, collision frequency and the electron energy distribution function. The electron energy distribution function has been analysed in $CF_4$ at E/N=5, 10, 100, 200 and 300[Td] for a case of the equilibrium region in the mean electron energy and respective set of electron collision cross sections. The results of Boltzmann equation and Monte Carlo simulation have been compared with experimental data by Y. Nakamura and M. Hayashi. The swarm parameter from the swarm study are expected to serve as a critical test of current theories of low energy electron scattering by atoms and molecules, in particular, as well as crucial information for quantitative simulations of weakly ionized plasmas.

볼츠만 방정식에 의한 C3F8분자가스의 전리 및 부착 계수에 관한 연구 (The Character of Electron Ionization and Attachment Coefficients in Perfluoropropane(C3F8) Molecular Gas by the Boltzmann Equation)

  • 송병두;전병훈;하성철
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제18권4호
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    • pp.375-380
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    • 2005
  • CF₄ molecular gas is used in most of semiconductor manufacture processing and SF/sub 6/ molecular gas is widely used in industrial of insulation field. but both of gases have defect in global warming. C₃F/sub 8/ gas has large attachment cross-section more than these gases, moreover GWP, life-time and price of C₃F/sub 8/ gas is lower than them, therefor it is important to calculate transport coefficients of C₃F/sub 8/ gas like electron drift velocity, ionization coefficient, attachment coefficient, effective ionization coefficient and critical E/N. The aim of this study is to get these transport coefficients for imformation of the insulation strength and efficiency of etching process. In this paper, we calculated the electron drift velocity (W) in pure C₃F/sub 8/ molecular gas over the range of E/N=0.1∼250 Td at the temperature was 300 K and gas pressure was 1 Torr by the Boltzmann equation method. The results of this paper can be important data to present characteristic of gas for plasma etching and insulation, specially critical E/N is a data to evaluate insulation strength of a gas.

GaAs 쇼트키 정류기의 항복전압 모델링 (A Breakdown Voltage Modeling of the GaAs Schottky Rectifiers)

  • 정용성;한승엽;최연익
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1996년도 하계학술대회 논문집 C
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    • pp.1431-1433
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    • 1996
  • Effective ionization coefficients for (100), (110) and (111) oriented gallium arsenide are extracted from the ionization coefficients far electrons and holes. Analytical formulas for the breakdown voltage of the GaAs Schottky rectifiers are derived by employing the ionization coefficients. The breakdown voltages obtained from our analytical model agree fairly well with the numerical results as well as the experimental ones reported in the range of $10^{14}\;cm^{-3}$ - $5{\times}10^{17}\;cm^{-3}$ doping concentrations.

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