10. Optimization Method Comparison and Final Device

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Item	Description
Method 1	각 metric과 변화율을 직접 비교
Method 2	`Ion/Ioff`와 SS를 한 평면에서 비교
Decision rule	목표 Ion을 유지하면서 leakage와 SS가 더 낮은 조건 선택
Final result	Method 2 candidate

Final Candidate Comparison

Final method comparison

Figure. Method 1과 Method 2 최종 후보의 공정 조건과 전기적 성능 비교.

Metric	Numerical Method	Plot-Based Method	Difference
Ion	`1.474e-04`	`1.35e-04`	plot method 약 9.2% 낮음
Ioff	`1.547e-15`	`4.93e-16`	plot method 약 68.1% 낮음
SS	85.660	85.181	plot method 약 0.56% 낮음
gm	`1.044e-04`	`9.91e-05`	plot method 약 5.3% 낮음

Interpretation

Numerical Method

특정 metric의 변화량과 공정 trend를 확인하기 쉬움
높은 Ion 조건을 찾는 데 유리
Ion, Ioff, SS가 서로 다른 방향으로 움직일 때 최종 판단이 복잡함
초기 단계에서 제외한 후보가 후속 parameter와 결합했을 때 좋아질 가능성을 놓칠 수 있음

Plot-Based Method

on/off ratio와 SS trade-off를 한눈에 확인
낮은 leakage를 전류비에 반영해 후보 선택 가능
수치 비교에서 제외했던 낮은 LDD 후보를 다시 평가
axis range, point overlap, candidate threshold에 따라 시각적 판단이 달라질 수 있음

Final Process Condition

Parameter	Final Value
Lg	0.25
GOxTime	10
NWell	`1e17 cm^-3`
LDD_Dose	`3e13 cm^-2`
LDD_E	3 keV
SD_Dose	`5e16 cm^-2`
SD_E	10 keV
RTA	3 s
Spacer_Dep	0.30
Vg	-2.5 V
Vd	-1.0 V

Electrical Results

Metric	Result	Target	Check
Vtgm	-1.1421 V	pMOS negative threshold	Pass
Ion	`1.35e-04 A/µm`	`> 1e-5`	Pass
Ioff	`4.93e-16 A/µm`	`< 1e-14`	Pass
SS	85.181 mV/dec	`< 100`	Pass
gm	`9.91e-05`	reference	-
Vg0_actual	0 V	0 V	Verified
VgIon_actual	-2.5 V	-2.5 V	Verified

Final Decision

두 조건 모두 target을 만족했습니다. 그래프 기반 조건은 Ion과 gm이 조금 낮았지만 목표를 충분히 초과했고, Ioff 감소 폭이 훨씬 컸으며 SS도 개선되었습니다.

따라서 전체적인 switching/leakage 균형을 기준으로 그래프 기반 조건을 최종 소자로 선정했습니다. 이 결과는 모든 가능한 공정 조합의 global optimum이 아니라 평가한 split 범위에서 선택한 balanced optimum으로 해석합니다.

Data and Report

Next: Limitations and Next Steps

Summary:
The plot-based candidate was selected because its substantial leakage reduction outweighed the moderate reduction in drive current.