반도체 소자의 특성 시뮬레이션 방법

Abstract

반도체 소자의 특성 시뮬레이션 방법은 밀도 함수 이론(density functional theory; DFT)을 이용하여 대상 반도체 소자의 원자간 상호 작용 에너지 정보를 나타내는 해밀토니언(Hamiltonian) 및 중첩 매트릭스를 추출하고, 유효 에너지 영역에 내에서의 해밀토니언 및 중첩 매트릭스와 에너지-k 관계식에 기초하여 해당 에너지 각각에 대한 블로흐 스테이트(Bloch state)들을 각각 산출하며, 블로흐 스테이트들을 표현하는 매트릭스를 직교화(orthonormalization)한 변환 매트릭스에 해밀토니언 및 중첩 매트릭스를 적용하여 매트릭스 사이즈가 줄어든 제1 축소 해밀토니언 및 제1 축소 중첩 매트릭스를 얻는다. 또한, 해밀토니언 및 중첩 매트릭스에 기초하여 산출된 제1 에너지 밴드 구조와 제1 축소 해밀토니언 및 제1 축소 중첩 매트릭스에 기초하여 산출된 제2 에너지 밴드 구조를 비교하여 유효 에너지 영역 내에서 제2 에너지 밴드 구조에서 제1 에너지 밴드 구조와 대응하지 않는 에너지 밴드인 비물리적 가지들(unphysical branch)이 모두 제거된 최종 변환 매트릭스 및 최종 에너지 밴드 구조를 산출한다.