수치해석 방법에 의한 2차원적인 MOS Transistor의 시뮬레이션에 관한 연구

Two-Dimensional Simulation of MOS Transistors Using Numerical Method

다양한 채널 길이와 임의의 인가전압하의 MOS 트랜지스터를 2차원적으로 시뮬레이션 하기 위한 프로그램(SOMOS)을 제작하였다. Poisson의 방정식에 대하여는 Newton방법을, 연속방정식에 대하여는 발산정리를 이용하여 기본 수식들에 대한 유한차등법(FDM)에 따른 수식을 전개하였으며, 선형화된 수식의 해는 SOR 방법과 Cummel의 알고리즘을 이용하여 구했다. 하난의 동작상태의 소자를 시뮬레이션 하기 위한 시간은 VAX 11/780 컴퓨터를 사용했을때 인가전압 상태에 따라 30초 내지 4분 정도가 소요되었다. 인가전압과 전위분포에 따라 자동적으로 생성되는 그리드는 비균일한 간격을 가지며 필요에 따라 자동적으로 개선된다.

A two-dimensional numerical analysis progranl, called SOMOS ( simulation of MO5 transistors), has been developed for the simulation of MOSFET's with various channel lengths and bias conditions. The finite difference approximation of the fundamental equa-tions are formulated using Newton's method for Poisson's equation and the divergence theorem for the continuity equation. For the solution of the lincariBed equations, SOR (successive over relaxation) method and Gummel's algorithm have been employed, The total simulation time for oar operating point is varying between 30 sec. and 4 min. on VAX 11/780 depending on bias conditions, The nonuniform mesh was generated and refined automatically to account for various bias values and the potential distributions.