Capacitance Network Model of the Short Channel Effect    for  0.1 µm Fully Depleted SOI MOSFET

Koh, Risho; Kato, Haruo; Matsumoto, Hiroshi

doi:10.1143/jjap.35.996

Cited by 19 publications

(5 citation statements)

References 0 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…One of the solutions for these issues is the silicon on insulator (SOI) metal-oxide semiconductor field-effect transistor (MOSFET) [2][3][4]. However, it suffers from a critical low threshold voltage, a back-gate interface issue, a floating body effect, and a high price, even though it shows low power consumption, a self-limited shallow junction, and an improved drain-induced barrier lowering (DIBL) [5][6][7][8][9]. Therefore, a partial isolation field-effect transistor (PiFET) structure has been proposed.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Simulation Analysis in Sub-0.1 μm for Partial Isolation Field-Effect Transistors

et al. 2018

View full text Add to dashboard Cite

In this paper, we extensively analyzed the drain-induced barrier lowering (DIBL) and leakage current characteristics of the proposed partial isolation field-effect transistor (PiFET) structure. We then compared the PiFET with the conventional planar metal-oxide semiconductor field-effect transistor (MOSFET) and silicon on insulator (SOI) structures, even though they have the same doping profile. Two major features of the PiFET are potential condensation and potential modulation by a buried insulator. The potential modulation near the drain region can control the electric field in the overlapped region of the drain and gate, because it causes a high gate-fringing field. Therefore, we suggest guidelines with respect to the optimal PiFET structure.

show abstract

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Simulation Analysis in Sub-0.1 μm for Partial Isolation Field-Effect Transistors

et al. 2018

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…5) t d corresponds to the depletion width and is changed by varying t d . We use the capacitance network model 8) shown in Fig. 2.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Modeling of Body Factor and Subthreshold Swing in Bulk Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistors in Short-Channel Regime

Putra¹,

Saitoh²,

Tsutsui³

et al. 2006

jjap

View full text Add to dashboard Cite

A compact and empirical model of subthreshold swing S and body factor γ is developed in bulk metal oxide semiconductor field effect transistor (MOSFET) in the short-channel regime. Although the relation between S and γ is simply given as S=60(1+γ) in the long-channel regime, this relation no longer holds in the short-channel regime due to the short channel effect (SCE). The model is derived using the capacitance network model and by fitting analytical equations to two-dimensional device simulation results. It is confirmed that the model is valid not only at low drain voltage but also at high drain voltage considering the effect of drain-induced barrier lowering. This model is very effective in the design of variable threshold-voltage complementary metal oxide semiconductor (VTCMOS) circuits.

show abstract

“…. В целом, Сама вершина барьера располагается вблизи середины канала проводимости при низких значениях DS V и сдвигается к истоку по мере увеличения напряжения на стоке, так что параметры конденсаторов зависят от напряжения на стоке[12]. Íужно решать 2Dуравнение Пуассона при заданной геометрии MOSFET для оценки ёмкости каждого конденсатора, однако, ёмкостной анализ сети конденсаторов полезен сам по себе и приводит к некоторым полезным общим результатам.…”

unclassified

“…Рисунок 5 предназначен для массивной структуры MOS. Аналогичные сети конденсаторов могут быть предложены для любых других структур MOS, таких как SG и DG SOI MOSFET[12].…”

unclassified

“…Иллюстрация того, как работает электростатически хорошо сбалансированный MOSFET при большом напряжении как на стоке, так и на затворе. Как показывает пунктирная линия, рост напряжения на стоке увеличивает потенциал в области насыщения, не затрагивая барьер в начале канала, который находится под контролем затвора 12.…”

unclassified

See 1 more Smart Citation

Physics of Nanotransistors: a 2D Electrostatics of Metal–Oxide–Semiconductor and Model of the Virtual Source

2018

Nanosist. Nanomater. Nanotehnol.

View full text Add to dashboard Cite

Подробно рассмотрена электростатика MOS. 1D-электростатика изгибает зоны, понижает барьер и позволяет потоку электронов двигаться от истока к стоку. 2D-электростатика деградирует транспорт электронов в полевых транзисторах, увеличивая подпороговый разброс и вызывая DIBL, который в свою очередь увеличивает выходную проводимость и уменьшает пороговое напряжение в короткоканальных транзисторах. Количественный учёт 2D-электростатики требует численного подхода; вместе с тем, все существенные эффекты физически понятны. 2D-электростатика разрушает функционирование транзисторов и приводит к: 1) подпороговому разбросу, большему, чем фундаментальный предел в 60 мВ/декада; 2) сдвигу проходных характеристик log 10 I DS  V GS влево при увеличении напряжения на стоке (DIBL); 3) возникновению порога в зависимости от параметров затвора и напряжения на стоке; 4) низкому выходному сопротивлению. Когда эффекты 2D-электростатики сильны, затвор теряет контроль над током, и транзистор претерпевает пробой. Поскольку эти эффекты проявляются сильнее в короткоканальных транзисторах, их ещё называют эффектами короткого канала. По мере того как транзисторы становятся всё меньше и меньше, основной вызов, с которым встречаются схемотехники, сводится к контролю короткоканальных эффектов. Как правило, требуется численное моделирование. Возвращаясь к уравнению для тока, видим, что зависимость заряда от напряжений в локации виртуального истока имеет вполне приемлемое физическое объяснение. Что же касается скорости в этом уравнении, то далее построена адекватная физическая картина транспортных явлений в нанотранзисторах, исходя из обобщённой модели транспорта электронов ЛДЛ, и установлена связь её с традиционным подходом «сверху-вниз». Докладно розглянуто електростатику MOS. 1D-електростатика вигинає зони, понижує бар'єр і уможливлює потоку електронів рухатися від витоку до стоку. 2D-електростатика деґрадує транспорт електронів у польових транзисторах, збільшуючи підпороговий розкид і викликаючи DIBL,

show abstract

Capacitance Network Model of the Short Channel Effect for 0.1 µm Fully Depleted SOI MOSFET

Cited by 19 publications

References 0 publications

Simulation Analysis in Sub-0.1 μm for Partial Isolation Field-Effect Transistors

Simulation Analysis in Sub-0.1 μm for Partial Isolation Field-Effect Transistors

Modeling of Body Factor and Subthreshold Swing in Bulk Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistors in Short-Channel Regime

Physics of Nanotransistors: a 2D Electrostatics of Metal–Oxide–Semiconductor and Model of the Virtual Source

Contact Info

Product

Resources

About