Short-Channel MOSFET의 해석적 모델링

Analytical modeling for the short-channel MOSFET

본 논문은 fitting 파라미터를 배제하고 2차원적 Poisson 방정식을 도출해서 short-channel MOSFET의 model 식을 완전히 해석적으로 성립시켰다. 이로 인해 포화영역, 문턱전압, 강반전에 대한 것이 동시에 표현되는 정확한 드레인 전류가 유도되었다. 더욱이 이 model은 short-channel과 body효과, DIBL효과, 그리고 carrier운동에 대한 것도 설명할 수 있으며 온도와 $n^+$접합, 산화층에 관련되는 문턱전압도 표현할 수 있었다.

In this paper, the Poisson's equation is solved two-dimensionally without employing any fitting parameters, and the model formulation of a short-channel MOSFET is accomplished fully analytically. It automatically derives a very accurate drain current expression that can be used simultaneously for strong inversion, subthreshold, and saturation regions. Furthermore, this model gives a unified explanation for the short-channel effect, the body effect, the DIBL effect, and even the variation of the effective carrier mobility. The obtained expression of the threshold voltage also includes the dependence on the oxide thickness, the n+ junction depth, and temperature.