Compact modeling for multi-gate mosfets using advanced transport models

Abstract

En aquesta tesi hem desenvolupat models compactes que incorporen un model de transport hidrodinàmic adaptat a multi-gate (principalment double-gate (DG) and surrounding-gate (SRG) MOSFETs a partir de models unificats de control de càrrega I del potencial de superfície, obtinguts de l’equació de Poisson. Tots aquests dispositius es modelitzen seguint un esquema semblant. El corrent i càrregues totals s’escriuen en funció de les densitats de càrrega mòbil per unitat d’àrea als extrems drenador i font del canal. Els efectes de canal curt i quàntics també s’inclouen en el model compacte desenvolupat. El model desenvolupat mostra un bon acord amb simulacions numèriques 2D i 3D en tots els règims d’operació. El model desenvolupat s’implementa i testeja al simulador de circuits SMASH per a l’anàlisi dels comportaments DC i transitori de circuits CMOS.

En esta tesis hemos desarrollado modelos compactos que incorporan un modelo de transporte hidrodinámico adaptado a multi-gate (principalmente double-gate (DG) and surrounding-gate (SRG) MOSFETs a partir de modelos unificados de control de carga I del potencial de superficie, obtenidos de la ecuación de Poisson. Todos estos dispositivos se modelizan siguiendo un esquema similar. La corriente y cargas totales escriben en función de las densidades de carga móvil por unidad de área en los extremos drenador y fuente del canal. Los efectos de canal corto y cuánticos también se incluyen en el modelo compacto desarrollado. El modelo desarrollado muestra un buen acuerdo con simulaciones numéricas 2D y 3D en todos los regímenes de operación. El modelo desarrollado se implementa y testea el simulador de circuitos SMASH para el análisis de los comportamientos DC y transitorio de circuitos CMOS.