Journal of the Institute of Electronics and Information Engineers (전자공학회논문지)

The Institute of Electronics and Information Engineers (대한전자공학회)
권호 표지
DOI QR코드

DOI QR Code

Scaling Accuracy Analysis of Substrate SPICE Model for RF MOSFETs

RF MOSFET을 위한 SPICE 기판 모델의 스케일링 정확도 분석

  • Lee, Hyun-Jun (Department of Electronics Engineering, Hankuk University of Foreign Studies) ;
  • Lee, Seonghearn (Department of Electronics Engineering, Hankuk University of Foreign Studies)
  • 이현준 (한국외국어대학교 전자공학과) ;
  • 이성현 (한국외국어대학교 전자공학과)
  • Received : 2012.07.17
  • Published : 2012.12.25
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

Using accurate MOSFET substrate parameters obtained by a RF direct extraction method, it is demonstrated that a BSIM4 model with only substrate resistances is not physically valid to apply in the wide range of gate length because of scaling inaccuracy. In order to remove the unphysical problem of the BSIM4, a modified BSIM4 model with additional dielectric substrate capacitance is used and its physical validity is verified by observing excellent gate length scalability.

RF 직접 추출 방법을 통해 얻은 정확한 MOSFET 기판 파라미터를 이용하여 기판저항만을 가진 BSIM4 모델은 스케일링 부정확성 때문에 넓은 영역의 게이트 길이에 적용하기에는 물리적으로 맞지 않다는 것이 증명됐다. BSIM4의 비물리적인 문제점을 제거하기 위해서 추가적인 유전체 기판 캐패시터를 가진 수정된 BSIM4 모델이 사용되었고, 이 모델의 물리적 타당성은 우수한 게이트 길이 scalability를 관찰함으로써 증명되었다.

Keywords

References

  1. BSIM4 Manual, Department of Electrical Engineering and Computer Science, University of California, Berkeley, 2001.
  2. S. Lee, C. S. Kim, and H. K. Yu, "A small-signal RF model and its parameter extraction for substrate effects in RF MOSFETs," IEEE Trans. Electron Devices, vol. 48, pp. 1374-1379, July 2001. https://doi.org/10.1109/16.930654
  3. 이용택, 최문성, 구자남, 이성현, "Deep Submicron MOSFET 기판회로 파라미터의 바이어스 및 게이트 길이 종속 데이터 추출," 전자공학회논문지 제41권 SD편 제12호, pp. 27-34, 2004.
  4. J. Cha, J. Cha, and S. Lee, "Uncertainty analysis of two-step and three-step methods for deembedding on-wafer RF transistor measurements," IEEE Trans. Electron Device, Vol. 55, pp. 2195-2201, 2008. https://doi.org/10.1109/TED.2008.926752
  5. S. Lee and H. K. Yu, "A semianalytical parameter extraction of a SPICE BSIM3v3 for RF MOSFET's using S-parameters," IEEE Trans. Microwave Theory Tech., vol. 48, pp. 412-416, March 2000. https://doi.org/10.1109/22.826840
  6. S. Lee, "Accurate RF extraction method for resistances and inductances of sub-0.1 ${\mu}m$ CMOS transistors", Electronics Letters, Vol. 41, No. 24, pp. 1325-1327, 2005. https://doi.org/10.1049/el:20053024
  7. 이현준, 이성현, "소신호 MOSFET 등가회로의 기 판 파라미터 직접 추출 방법," 대한전자공학회 2012년 하계종합학술대회, pp. 130-131, 2012.
  8. S. Lee, "Direct extraction technique for a small-signal MOSFET equivalent circuit with substrate parameters," Microw. Opt. Technol. Lett, vol. 39, no. 4, pp. 344-347, 2003. https://doi.org/10.1002/mop.11210
  9. J.-Y. Kim, B.-H. Ko, M.-K. Choi, and S. Lee, "RF extraction method for source/drain overlap and depletion length of deep-submicron RF MOSFETs using intrinsic gate-bulk capacitance," Electron. Lett., vol. 46, no. 23, pp. 1566-1568, 2010. https://doi.org/10.1049/el.2010.2174
  10. 최민권, 김주영, 이성현, "새로운 파라미터 추출 방 법을 사용한 Multi-Finger RF MOSFET의 기판 모델 정확도 비교," 전자공학회논문지 제49권 SD편 제2호, pp. 9-14, 2012.