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A unified charge-based model for SOI MOSFETs applicable from intrinsic to heavily doped channel

Chinese Physics B 2012年第4期21卷 478-485页

作者：张健何进周幸叶张立宁马玉涛陈沁张勖凯杨张王睿斐韩雨陈文新 Tera-Scale Research Centre(TSRC) School of Electronics Engineering and Computer Science(EECS)Peking UniversityBeijing 100871China Peking University Shenzhen System on Chip(SOC)Key Laboratory PKU-HKUST Shenzhen-Hongkong InstitutionW303West TowerIER BldgHi-Tech Industrial Park SouthShenzhen 518057China Department of Electronics and Computer Engineering(ECE) Hong Kong University of Science and TechnologyKowloonClearwater BayHong KongChina

A unified charge-based model for fully depleted silicon-on-insulator （SOI） metal oxide semiconductor field-effect transistors （MOSFETs） is presented. The proposed model is accurate and applicable from intrinsic to heavily doped channels with various structure parameters. The framework starts from the one-dimensional Poisson Boltzmann equa- tion, and based on the full depletion approximation, an accurate inversion charge density equation is obtained. With the inversion charge density solution, the unified drain current expression is derived, and a unified terminal charge and intrinsic capacitance model is also derived in the quasi-static case. The validity and accuracy of the presented analytic model is proved by numerical simulations.

关键词： charge-based model silicon-on-insulator metal-oxide semiconductor field-effect transis- tors compact model double gate

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