Anaysis of electron transport characteristics using full band impact ionization model on GaAs - field direction dependent analysis -

풀밴드 임팩트이온화모델을 이용한 GaAs 전자전송특성 분석 - 전계방향에 따른 분석 -

The field dependent characteristics of electron transport with GaAs impact ionization have been analyzed, using GaAa full band E-k relationship. The E-k relationship is derived from empirical pseudopotential method, using Fermi's golden rule and local form factor, and Brillouin zone is divided into tetrahedrons for calculating impact ionization rate, and tetrahedron method, in which integrates each tetrahedrons, is used. Monte Carlo simulation is used for analyzing anisotropy of impact ionization. A result of transient analysis for impact ionization has presented that anisotropy of impact ionization only arises during transient state and impact ionization is isotropic under steady state. Anisotropic characteristics of impact ionization for GaAs, which is presented in this paper, can be used in carrying out a transient analysis for GaAs devices.

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.