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2D 해석 기반 나노 벌크 MOSFET 출력 컨덕턴스 모델

전문가 제언: ○ MOSFET의 모델이라 하면 대표적인 관심사는 게이트 전압을 일정하게 할 때 드레인 전압과 드레인 전류의 상관관계이다. 게이트 전압을 바꾸면 여러 개의 특성 곡선이 얻어진다.

○ MOSFET 모델을 정확도의 관점에서 선형모델(linear model), 2차 함수 모델(quadratic model), 공핍영역가변전하모델(variable depletion layer charge model)로 분류할 수 있는데 선형모델은 채널내부 전하가 고르게 분포되어 있다고 가정하는 것이며 2차 함수모델은 채널내부 전하가 균일하게 변하는 것까지는 감안하는 것이며 공핍영역가변전하모델은 모든 예외 가능성을 감안하는 것으로 전압, 전하, 채널 폭 등의 변화를 고려 요소에 포함하는 것이다. 이 글은 세 번째 모델에 대한 것으로 완벽한 정확성에 도전하는 좋은 시도이다.

○ MOSFET 모델은 소자설계 및 제작에 있어서 반드시 필요한 모의시험(Simulation Test)에 응용되는데 전산화 툴로 개발되어 제공되는 제품도 상당히 많다. 대표적인 것은 BSIM (Department of EECS, University of California, Berkeley) 시리즈이다. 이는 학계 및 산업계에서 널리 사용하고 있는 회로모의기 SPICE(Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis, 개발) 속에 내장되어 있다. SPICE의 기본사항은 공개 소스프로그램으로서 산업계 및 학계에서 특수기능을 추가하여 활용하기도 한다.

○ GEIA(Information Technology Association of America)는 소자의 모델링에 대한 합의를 도출하기 위하여 산하기관 CMC(Compact Model Council)를 두고 있으며 모델이 제시되면 검토를 통하여 채택여부를 결정한다. CMC에서 채택한 MOSFET 모델 사례를 보면 UC Berkeley의 BSIM3, BSIM4, BSIMSOI, 그리고 NXP Semiconductors의 PSP 등이다.

저자: Weidemann, Michaela; Kloes, Alexander; Iniguez, Benjamin
자료유형: 학술정보