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전자공학회 논문지 (Journal of The Institute of Electronics and Information Engineers)

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한글제목(Korean Title) 멀티 핀/핑거 FinFET 트랜지스터의 열 저항 해석과 모델링
영문제목(English Title) Analysis and modeling of thermal resistance of multi fin/finger FinFETs
저자(Author) 장문용   김소영   MoonYong Jang   SoYoung Kim  
원문수록처(Citation) VOL 53 NO. 08 PP. 0039 ~ 0048 (2016. 08)
한글내용
(Korean Abstract)
본 논문에서는 소스와 드레인의 구조가 육각형인 FinFET에서 구조 변수 및 핀/핑거 개수 증가에 따른 열 저항 모델을 제안한다. 소자의 크기가 감소하여 발열 효과 및 열 특성의 영향이 커졌으며, 이를 분석하기 위해 소자의 열 저항은 중요한 요소이다. 열 저항 모델은 소자에서 열이 생성되는 열원과 열이 빠져나가는 contact를 설정했으며, 도메인은 열원과 4 부분의 소스,드레인, 게이트, 서브스트레이트 contact를 통해 나누어진다. 또 각각의 contact 열 저항 모델은 TCAD의 시뮬레이션 결과의 온도 및 열 흐름을 분석하여 해석이 용이한 형태로 세분화하였다. 도메인들은 그 구조에 따라 구조 변수를 통한 적분 및 등각 매핑 방식을 기반으로 모델링하였다. 먼저 싱글 핀으로 열 저항을 분석하여 모델링하였으며 멀티 핀/핑거의 열 저항 모델의 정확도를 높이기 위해 채널증가에 따른 파라미터의 변화를 적용하였다. 제안한 열 저항 모델은 3D Technology CAD 시뮬레이션을 해석하여 얻은 열 저항 결과와 비교하였으며, 싱글 핀 및 멀티 핀의 전체 열 저항 모델은 3 % 이하의 오차를 얻었다. 제안한 열 저항은 핀/핑거 개수의 증가에 따른 열 저항을 예측할 수 있으며, 발열효과 및 열 특성 분석을 계산하여 회로 특성을 개선할 수 있다.
영문내용
(English Abstract)
In this paper, we propose thermal resistance compact model of FinFET structure that has hexagon shaped source/drain. The heating effect and thermal properties were increased by reduced size of the device, and thermal resistance is an important factor to analyze the effect and the properties. The heat source and each contact that is moved heat out were set up in transistor, and domain is divided by the heat source and the four parts of contacts : source, drain, gate, substrate. Each contact thermal resistance model is subdivided as a easily interpretable structure by analyzing the temperature and heat flow of the TCAD simulation results. The domains are modeled based on an integration or conformal mapping method through the structure parameters according to its structure. First modeled by analyzing the thermal resistance to a single fin, and applying the change in the parameter of the channel increases to improve the accuracy of the thermal resistance model of the multi-fin/ finger. The proposed thermal resistance model was compared to the thermal resistance by analyzing results of the 3D Technology CAD simulations, and the proposed total thermal resistance model has an error of 3 % less in single and multi-finl. The proposed thermal resistance model can predict the thermal resistance due to the increase of the fin / finger, and the circuit characteristics can be improved by calculating the self-heating effect and thermal characterization.
키워드(Keyword) Thermal Resistance   FinFET   modeling  
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