이중 게이트 및 서라운딩 게이트 MOSFET 모델의 대칭선형화 방법

전문가 제언

○ MOSFET 모델 이론의 변천 과정을 보면, 처음에는 문턱전압(Vth) 기반 MOSFET 모델링을 사용하였지만 문제가 많았으며 특히 강반전, 비포화에만 적용할 수 있었다. 전하(Q) 기반 MOSFET 모델링이 등장했고 주로 EKV가 적극 활용하였다. 속도포화를 어떻게 포함시키는가에 따라 대칭성을 가지기도 하였다. 표면 전위(Øs)를 감안하기는 하는데 축적 모드에서는 적용할 수 없었다.

? 표면전위 기반 MOSFET 모델링이 등장하여 현재 널리 연구되고 있다. 물리 현상을 가장 잘 나타낸다고 인식되고 있으며 초기에 보고된 Pao-Sah는 완전하지만 너무 복잡했고 그 다음 보고된 Brews는 간단하지만 너무 불완전하였다. 개선을 거듭하여 현재 표면전위 기준에 반복계산이 없는 기법이 나왔으며 대칭 선형화 기법이 등장하여 정확도에 손실이 전혀 없이 모든 모델링 절차를 크게 간소화하기에 이르렀다.

○ MOSFET 모델의 변천 과정을 보면, 수십 년 동안 여러 모델, 예시하면 Tsividis IEDM 1982, Tsividis & Suyama CICC 1993, Gummel 1995, Bendix CICC 2004, McAndrew 2006 등이 개발되고 시험되어 왔는데 모두 단점이 있었지만 큰 개선이 없었다.

? 모델에 대한 이론의 발전과 함께 현재는 표면전위 기반 대칭 선형화 기법을 채택한 툴이 등장하여 실용화되고 있으며 그 대표적인 것이 PSP이다. PSP는 미국 펜실베이니아 주립대학과 네덜란드의 필립스 연구소가 공동 개발한 MOSFET model로서 2005년 CMC(Compact Model Council)에 의해 공식 표준 모델로 채택되었다.

○ 이 글에서 DGFET와 SGFET에 대해 Id, QG, QD의 식을 서로 유사하게 보이도록 유도한 것은 상당한 노력과 영감이 투입되었음을 의미한다. 모델링에 사용한 MOSFET 구조가 실제 제품 형상과는 아직은 큰 괴리가 있어서 모델링의 어려움이 실감된다.

저자

Gajanan Dessai, et.al.

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

전기·전자

연도

2009

권(호)

53(5)

잡지명

Solid-State Electronics

과학기술
표준분류

전기·전자

페이지

548~556

분석자

황*룡

분석물

• 이중 게이트 및 서라운딩 게이트 MOSFET 모델의 대칭선형화 방법.pdf [374,470 byte]

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