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S-파라미터 측정을 통한 MOSFET 캐리어 속도의 고온 종속 SPICE 모델링
High Temperature Dependent SPICE Modeling for Carrier Velocity in MOSFETs Using Measured S-Parameters 원문보기

電子工學會論文誌. Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea. SD, 반도체, v.46 no.12=no.390, 2009년, pp.24 - 29  

정대현 (한국외국어대학교 전자정보공학부) ,  고봉혁 (한국외국어대학교 전자정보공학부) ,  이성현 (한국외국어대학교 전자정보공학부)

초록
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$0.18{\mu}m$ deep n-well 벌크 NMOSFET에서 측정된 차단주파수 $f_T$의 고온종속성을 모델화하기 위해, 측정된 S-파라미터를 사용한 정확한 RF 방법으로 $30^{\circ}C$에서 $250^{\circ}C$까지 전자속도 고온 데이터가 추출되었다. 이러한 추출데이터를 사용하여 개선된 온도종속 전자속도 방정식이 높은 온도의 범위에서 생기는 기존 방정식의 모델링 오차를 없애기 위해 개발되었으며 BSIM3v3 SPICE RF 모델에 구현되었다. 개선된 온도 종속 방정식은 기존 모델보다 $30^{\circ}C$에서 $250^{\circ}C$까지 측정된 $f_T$와 더 잘 일치하였으며, 이는 개선된 방정식의 정확성을 입증한다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In order to model the high temperature dependence of the cutoff frequency $f_T$ in $0.18{\mu}m$ deep n-well isolated bulk NMOSFET, high temperature data of electron velocity of bulk MOSFETs from $30^{\circ}C$ to $250^{\circ}C$ are obtained by an accurate R...

주제어

#high temperature   #MOSFET   #carrier velocity   #SPICE modeling   #S-parameters  

AI 본문요약
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제안 방법

  • In order to model the high temperature dependence of fT from &)℃ to 23)℃ on 018μm deep ilw순H isolated bulk NMOSFET, the high temperature data of veff have ben extracted using a RF method based on the accurate smalksignal modeling of measured S-parameters. To roluce the error of the conventional linear SPICE equation in modeling this temperature dependence, the improved temperature dependent veff one with exponentially draeasing behavior has been implemented in a modified BSM3v3 SPICE RF model and its accuracy is validated by observing good agreements with extracted Ids and fj data from 30 ℃ to SO ℃.
  • In the BSIM3v3 SPICE model⑸, the linearly decreasing temperature-dependent vCff equation is used, but produces inaccuracy in modeling Veff data in the wide range of high temperatures[fi]. Therefore, in this paper, accurate high temperature SPICE modeling process in 0.18ym deep n-well isolated bulk NMOSFET from 30 ℃ to 250 ℃ is presented in detail by developing an improved temperature-dependent veff equation using a RF direct extraction method based on the extraction of the gate-source capacitance and tr게]sconductance from measured S-parameters.
  • To roluce the error of the conventional linear SPICE equation in modeling this temperature dependence, the improved temperature dependent veff one with exponentially draeasing behavior has been implemented in a modified BSM3v3 SPICE RF model and its accuracy is validated by observing good agreements with extracted Ids and fj data from 30 ℃ to SO ℃.
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참고문헌 (11)

  1. N. Camilleri, J. Costa, D. Lovelace and D. Ngo, "Silicon MOSFET's the Microwave device technology for the 90s," in IEEE MIT-S Int. Microwave Symp.Dig., pp.545-548, 1993 

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  4. D. Jung, J. Cha, J. Cha and S. Lee, "High Temperature Modeling of Electron Velocity in MOSFETs Using RF Measurement Data," The 16th Korean Conference on Semiconductors, pp. 200-201, Feb. 2009 

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  8. S. Lee, "A New Method to Extract Carrier Velocity in Sub-0.1- $\mu$ m MOSFETs sing RF Measurements," IEEE Trans. Nanotechnology, vol.5, pp.163-166, May 2006 

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  10. S. Lee "Accurate RF extraction method for resistances and inductances of sub-0.1- $\mu$ m CMOS transistors," Electronics Letters, vo1.41, pp.1325-1327, Nov. 2005 

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