极深低温下FDSOI MOSFET自热的数值模拟与解析建模
应用物理
2023-09-11 v1
摘要
首次对30nm FDSOI MOS晶体管在极低温下进行了自热（SHE）TCAD数值模拟。考虑经标定的硅与氧化物热导率，将自热温升dTmax与热阻Rth作为环境温度Ta与耗散电功率（Pd）的函数进行计算。SHE温升dTmax(Pd)特性在足够高耗散功率下呈现亚线性行为，与标准FDSOI SHE实验数据一致。已观察到，在极低温下，SHE温升dTmax更易显著超过环境温度。此外，对FDSOI器件中主要热流进行了详细热分析，由此建立了依据TCAD仿真数据标定的SHE解析模型。该SHE解析模型准确描述了工作在极低温环境下的FDSOI MOS器件的dTmax(Pd)与Rth(Ta)特性。这些TCAD仿真与解析模型在预测FDSOI MOS晶体管随环境温度与耗散功率变化的SHE及电热性能方面极具前景。
关键词
引用
@article{arxiv.2309.04199,
title = {Numerical simulation and analytical modelling of self-heating in FDSOI MOSFETs down to very deep cryogenic temperatures},
author = {G. Ghibaudo and M. Cassé and F. Balestra},
journal= {arXiv preprint arXiv:2309.04199},
year = {2023}
}