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Short-gate SOI MESFET의 문턱 전압 표현 식 도출을 위한 해석적 모델
갈진하(Jin-Ha Kal),서정하(Chung-Ha Suh) 대한전자공학회 2008 電子工學會論文誌-SD (Semiconductor and devices) Vol.45 No.7
본 논문에서는 short-gate SOI MESFET의 문턱전압 도출을 위한 간단한 해석적 모델을 제시하였다. 완전 공핍된 실리콘채널 영역에서는 2차원 Poisson 방정식을, buried oxide 영역에서는 2차원 Laplace 방정식을 반복법(iteration method)을 이용해 풀어 각 영역 내에서의 전위 분포를 채널에 수직한 방향의 좌표에 대해 5차 다항식으로 표현하였으며 채널 바닥 전위를 구하였다. 채널 바닥 전위의 최소치가 0이 되는 게이트 전압을 문턱 전압으로 제안하여 closed-form의 문턱 전압 식을 도출하였다. 도출된 문턱 전압 표현 식을 모의 실험한 결과, 소자의 구조 parameter와 가해진 bias 전압에 대한 정확한 의존성을 확인할 수 있었다. In this paper, a simple analytical model for deriving the threshold voltage of a short-gate SOI MESFET is suggested. Using the iteration method, the Poisson equation in the fully depleted silicon channel and the Laplace equation in the buried oxide region are solved two-dimensionally. Obtained potential distributions in each region are expressed in terms of fifth-order of x , where x denotes the coordinate perpendicular to the silicon channel direction. From them, the bottom channel potential is used to describe the threshold voltage in a closed-form. Simulation results show the dependencies of the threshold voltage on the various device geometry parameters and applied bias voltages.
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단 채널 GaAs MESFET의 속도 포화영역에서 2차원 전위 도출을 위한 해석적 모델
오영해(Young-Hae Oh),장은성(Eun-Sung Jang),양진석(Jin-Seok Yang),최수홍(Soo-Hong Choi),갈진하(Jin-Ha Kal),한원진(Won-Jin Han),홍순석(Sun-Suck Hong) 대한전자공학회 2008 電子工學會論文誌-SD (Semiconductor and devices) Vol.45 No.11
본 논문에서는 단 채널 GaAs MESFET의 포화영역에서의 I-V 특성을 도출하기 위한 해석적 모델을 제안하였다. 기존의 단 채널 GaAs MESFET에 대한 해석이 채널 pinch-off의 개념이 도입되는 모델이었던 반면, 본 논문에서는 전자의 속도 포화영역이 유한한 채널 폭을 갖으면서 전류 연속 조건을 만족하도록 공핍영역의 2차원 전위 분포 식을 도출하였다. 또한 속도 포화영역의 길이를 채널 전체 길이, 채널 도핑 농도, 게이트 전압 및 드레인 전압의 함수로 도출하여 포화영역에서의 Early 효과를 보다 합리적으로 설명할 수 있음을 보이고 있다. In this paper, we suggest an analytical model that can derive the I-V characteristics in the saturation region of a short channel GaAs MESFET. Instead of the pinch-off concept that has been used in the conventional models, we can derive the two-dimensional potential in the depletion region in order that the velocity saturation region cannot be pinched-off and the current continuity condition can be satisfied. Obtained expression for the velocity saturation length is expressed in terms of the total channel length, channel doping density, gate voltage, and drain voltage. Compared with the conventional channel length shortening models, the present model seems to be considerably accurate and more reasonable in explaining the Early effect.
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