論文の概要: PALTO: Physics-Informed Active Learning for Tri-Gate FinFET Design Optimization for Vertical Power Delivery
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.01265v1
- Date: Sun, 31 May 2026 14:31:11 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-06-02 21:34:29.485046
- Title: PALTO: Physics-Informed Active Learning for Tri-Gate FinFET Design Optimization for Vertical Power Delivery
- Title(参考訳): PALTO:垂直電力供給のための3ゲートフィンFET設計最適化のための物理インフォームドアクティブラーニング
- Authors: Ayoub Sadeghi, Leonid Popryho, Inna Partin-Vaisband,
- Abstract要約: 本稿では,垂直配電システムにおけるアプリケーション固有のGaNトリゲートFinFETの設計における機械学習による最適化の有効性を示す。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.5599792629509228
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
- Abstract: This paper demonstrates the effectiveness of machine learning-driven optimization for designing application-specific GaN tri-gate FinFETs in vertical power delivery systems. Conventional TCAD-based approaches are computationally intensive and insufficient for navigating the high-dimensional, nonlinear design space of advanced GaN devices. To address this, a physics-informed active learning framework is used to intelligently guide simulations, accelerating convergence while preserving accuracy. This ML-guided approach enables the discovery of optimal configurations by efficiently exploring key structural parameters -- most notably the GaN-to-AlGaN thickness ratio -- a long-standing focus of debate in device design. By systematically exploring key structural parameters, two optimized devices with aggressively scaled gate-to-drain lengths are identified. Single-fin, multi-channel simulations show that device~D2, with a thinner GaN channel relative to the AlGaN barrier, achieves higher drive current. However, in a 300-fin configuration, device~D1 outperforms device~D2 by delivering 3.3\,A at 0.49~ohm on-resistance -- approximately 2$\times$ better -- despite slightly higher parasitics. Both devices operate in a normally-off mode. Based on an application-specific figure of merit, device~D1 achieves 5\,pC$\cdot$ohm, demonstrating 2$\times$ greater switching efficiency than device~D2, while both designs outperform industrial benchmarks from different performance standpoints.
- Abstract(参考訳): 本稿では,垂直配電システムにおけるアプリケーション固有のGaNトリゲートFinFETの設計における機械学習による最適化の有効性を示す。
従来のTCADベースのアプローチは計算集約的で、高度なGaNデバイスの高次元非線形設計空間をナビゲートするには不十分である。
これを解決するために、物理インフォームドアクティブラーニングフレームワークを使用してシミュレーションをインテリジェントにガイドし、精度を維持しながら収束を加速する。
このML誘導型アプローチは、重要な構造パラメータ(特にGaN-to-AlGaNの厚さ比)を効率的に探索することで、最適な構成の発見を可能にする。
鍵構造パラメータを体系的に探索することにより、積極的に拡張されたゲート-ドレイン長を持つ2つの最適化されたデバイスを同定する。
シングルフィン・マルチチャネルシミュレーションにより、AlGaN障壁に対するGaNチャネルが薄いデバイス~D2は、より高い駆動電流を得ることが示された。
しかし、300フィン構成では、デバイス~D1は、わずかに高い寄生虫にもかかわらず、0.49〜ohmのオン抵抗で3.3\,Aを届けることで、D2よりも優れる。
どちらのデバイスも通常オフモードで動作する。
アプリケーション固有のメリットの数字に基づいて、デバイス~D1は5\,pC$\cdot$ohmを達成し、デバイス~D2よりも2$\times$大きな切り替え効率を示す。
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