초록 ▼

본 연구의 목적은 반도체 소자에서 발생하는 잡음중 저주파에서 가장 중요한 1/f잡음의 발생원인을 규명하는 것이다. 그러기 위하여 우선 전자와 hole의 전도현상을 설명해주는 가장 기본 방정식인 Boltzmann 수송 방정식에 들어가는 Langevin잡음원을 찾아 내었다. 다음 Langevin-type Boltzmann 수송 방정식을 풀어서 일차원의 균질 및 비균질 반도체에서 성립하는 Short circuited잡음 전류에 대한 일반공식을 유도하였다. 이 일반공식 속에 우리의 1/f잡음 이론도 포함되어 있다. 우리가 제안한 1/

본 연구의 목적은 반도체 소자에서 발생하는 잡음중 저주파에서 가장 중요한 1/f잡음의 발생원인을 규명하는 것이다. 그러기 위하여 우선 전자와 hole의 전도현상을 설명해주는 가장 기본 방정식인 Boltzmann 수송 방정식에 들어가는 Langevin잡음원을 찾아 내었다. 다음 Langevin-type Boltzmann 수송 방정식을 풀어서 일차원의 균질 및 비균질 반도체에서 성립하는 Short circuited잡음 전류에 대한 일반공식을 유도하였다. 이 일반공식 속에 우리의 1/f잡음 이론도 포함되어 있다. 우리가 제안한 1/f잡음 모델의 타당성을 실험적으로 검토하기 위하여, Si저항에서 1/f잡음의 온도 의존도를 측정하였으며, 그 결과는 우리가 예상한 것과 일치하고 있다. 또한 현존하는 1/f 잡음모델중 어느 것이 옳은지를 알기 위하여 GaAs Corbino원판에서 자장이 1/f잡음에 에 미치는 영향을 측정하였으며, 이 결과는 이동도 맥동 모델이 부적합함을 보여주고 있다.

Abstract ▼

The aim of this research is to verify the cause of 1/f noise in semiconductors and semiconductor devices, which is the most important noise in semiconductor devices in the low frequency ranges. To do so, first the Langevin noise sources have been derived for the Boltzmann transport equations which a

The aim of this research is to verify the cause of 1/f noise in semiconductors and semiconductor devices, which is the most important noise in semiconductor devices in the low frequency ranges. To do so, first the Langevin noise sources have been derived for the Boltzmann transport equations which are the most fundamental transport equations for electrons and holes in semiconductors. By solving the Langevintype Boltzmann transport equations we have derived in a unified manner a generalized formula for the short-circuited noise currents, which holds in both homogeneous and nonhomogeneous one-dimensional semiconductors. Our 1/f noise theory is included in this generalized formula. To verify our 1/f noise model experimentally, a temperature dependence of 1/f noise in Si resistors has been measured and shown to be in agreement with our model. Also discrimination between the existing 1/f noise models (number fluctuation model and mobility fluctuation model) has been done by measuring the influence of magnetic field on 1/f noise in GaAs Corbino disks.

목차 Contents

• 1. 서론...7
• 2. Nondegenerate 반도체에서 relaxation time 근사가 성립하는 Boltzmann 수송 방정식에서의 Langevin 잡음원...11
• 2.1. 서론...11
• 2.2. Nondegenerate 반도체에서 relaxation time근사가 성립하는 Boltzmann 수송 방정식에서의 Langevin 잡음원...12
• 3. Nondegenerate 반도체에서의 통일된 잡음이론...17
• 3.1. 서론...17
• 3.2. Langevin-type Boltzmann 수송 방정식과 short-circuited 잡음전류의 일반식 및 일반화된 열잡음...19
• 3.3. 균질의 nondegenerate 반도체에서의 통일된 잡음이론...38
• 3.3.1. 열잡음...38
• 3.3.2. g-r잡음과 1/f 잡음...38
• 4. 균질의 nondegenerate 반도체에서 1/f 잡음의 온도의 존도...49
• 4.1. 서론...49
• 4.2. 측정결과 및 분석...49
• 5. 자장이 GaAs Corbino 원판에서 1/f 잡음에 미치는 영향...54
• 5.1. 서론...54
• 5.2. 간단한 이론...55
• 5.3. 실험 및 결과...58
• 5.3.1. Corbino 원판의 제작...58
• 5.3.2. 실험결과 및 분석...59
• 인용문헌...62
• 논문 발표실적 또는 계획...64
• 학위 배출실적...65