In this thesis, compact models for double-gate transistors are studied. Firstly, BSIM-MG based double-gate inversion-mode transistor model and its improved version is discussed. Secondly, simple analytical model for double-gate junctionless transistor is developed.
Effective estimation methodology of the initial surface potential and accurate inversion charge model for double-gate inversion-mode transistors is suggested. The newly developed estimation method of initial surface potential excludes the conventional regional approach, which uses smoothing function to cover all regions of operation. The results show no discontinuous point with the analytical solution. The accurate inversion charge model was achieved by taking second-order Taylor series approximation and the assumption of parabolic potential profile in the channel.
Compact model for double-gate junctionless transistors is developed. The model consists of potential model and current model. By applying regional approximation, surface potential and center potential is calculated without any implicit equation or numerical calculation. Then the drain current which is the sum of drift and diffusion component is obtained using the calculated potential values.
본 논문은 더블게이트 트랜지스터의 콤팩트 모델에 대한 연구이다. 첫째로, BSIM-MG 모델을 바탕으로 한 더블게이트 인버전 모드 트랜지스터 모델과 그것의 개선이 논의되어있다. 둘째로, 더블게이트 정션리스 트랜지스터의 간단한 해석적 모델이 개발되었다.
더블게이트 인버전 모드 트랜지스터에서 서피스 퍼텐셜의 초기해를 효과적으로 추정할 수 있는 방법과 정밀한 인버전 전하 모델이 제안되었다. 새로 개발된 서피스 퍼텐셜 초기해 추정방법은 스무딩 펑션을 사용하는 기존의 영역별 접근법을 배제하고 전 동작 영역에서 유효하다. 이 해석적 방법을 사용한 결과 불연속점이 보이지 않았다. 인버전 전하 모델은 테일러 급수 전개의 2차 근사와 퍼텐셜 형태를 2차 함수로 가정하여 얻었다.
더블게이트 정션리스 트랜지스터의 콤팩트 모델이 개발되었다. 개발된 모델은 퍼텐셜 모델과 전류 모델로 구성되어있다. 영역별 근사를 통해 어떤 음함수나 수치적 반복법 없이 서피스 퍼텐셜과 센터 퍼텐셜이 계산된다. 계산된 퍼텐셜을 이용해 구한 드리프트 전류와 디퓨전 전류의 합으로 드레인 전류가 얻어진다.
