2024年-SilvacoTCAD器件仿真演示幻燈片

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器件仿真（三）Tangshaohua,SCUE-Mail:shaohuachn@126.com

shaohuachn@

2024/5/61學(xué)習(xí)這一講主要內(nèi)容材料特性設(shè)置物理模型設(shè)置特性獲取結(jié)果分析從例子hemtex01.in看整個流程2024/5/62學(xué)習(xí)材料參數(shù)狀態(tài)Material，設(shè)置材料參數(shù)材料參數(shù)和物理模型的選取有關(guān)，常用的參數(shù)及說明如下：2024/5/63學(xué)習(xí)材料參數(shù)2024/5/64學(xué)習(xí)材料參數(shù)2024/5/65學(xué)習(xí)材料參數(shù)2024/5/66學(xué)習(xí)能帶參數(shù)能帶結(jié)構(gòu)示意圖能帶不連續(xù)參數(shù)align的說明要在結(jié)構(gòu)文件中查看能帶，需添加語句Outputcon.bandval.bandband.para2024/5/67學(xué)習(xí)材料參數(shù)例子materialmaterial=InGaAsalign=0.36eg300=0.75nc300=2.1e17\ nv300=7.7e18copt=9.6e-11materialmaterial=InPaffinity=4.4align=0.36eg300=1.35\ nc300=5.7e17nv300=1.1e19copt=1.2e-10materialregion=1taun0=5.0e-10taup0=1.0e-9vsatn=2.5e7\ mun0=4000mup0=200impactselbmaterial=InGaAsan2=5.15e7ap2=9.69e7bn2=1.95e6\ bp2=2.27e6impactselbmaterial=InPan2=1e7ap2=9.36e6bn2=3.45e6bp2=2.78e6Materialtaun0=1.e-9taup0=1.e-9f.conmun=hemtex01_interp.libmaterialalign=0.62024/5/68學(xué)習(xí)光學(xué)參數(shù)在光電特性仿真中材料的光學(xué)參數(shù)（折射率實部和虛部）尤為重要。兩種方法可設(shè)置材料的光學(xué)參數(shù)1、C解釋器編寫參數(shù)文件2、添加、更改材料的折射率文件內(nèi)的信息

文件路徑：X:\sedatools\lib\Atlas\5.14.0.R\common *.n為折射率實部，*.k為折射率虛部2024/5/69學(xué)習(xí)C解釋器可通過C解釋器編輯函數(shù)來描述材料參數(shù)C解釋器模板路徑X:\sedatools\lib\Atlas\5.14.0.R\common\template例子 hemtex01.in中“f.conmun=hemtex01_interp.lib”2024/5/610學(xué)習(xí)物理模型models，計算時所采用的物理模型物理模型是指有物理意義的方程物理描述在手冊的3.6節(jié)PhysicsModels部分低場遷移率模型的物理方程及參數(shù)低場遷移率模型中可用戶定義的參數(shù)狀態(tài)參數(shù)默認(rèn)值單位MobilityMun1000cm2/VsMobilityMup500cm2/VsMobilityTmun1.5MobilityTmup1.52024/5/611學(xué)習(xí)物理模型推薦的模型 MOSFETs類型：srh，cvt，bgn BJT，thyristors等：Klasrh，klaaug，kla，bgn

擊穿仿真：Impact，selbModelsconmobfldmobsrhaugertemp=300

print例句：ImpactselbModelbgnfldmobsrh2024/5/612學(xué)習(xí)界面特性interfacey.max=0.1qf=?1e11interfacex.min=?4x.max=4y.min=?0.25y.max=0.1qf=1e11\ s.n=1e4s.p=1e4Interface定義界面態(tài)電荷（密度cm-2），s.n和s.p分別為電子和空穴的表面復(fù)合速率2024/5/613學(xué)習(xí)計算方法Method，仿真時的數(shù)值計算方法主要的方法有newton，gummel，blockmethodgummelnewtontrapitlimit=20maxtrap=6報錯信息：“traptimesmorethan4times”指計算不收斂。需要注意的幾個地方：Itlimit是迭代的次數(shù)上限；maxtrap設(shè)置步長折回的次數(shù)；電流邊界情形不能用Gummel2024/5/614學(xué)習(xí)特性獲取加偏執(zhí)是用solve狀態(tài)先需要設(shè)置數(shù)據(jù)保存在日志文件，之后才可以用Tonyplot顯示出來Logoutfile=*.logSolveinit

Solvevdrain=0.1Solvevgate=0.05vstep=0.05vfinal=1.0name=gateSolveibase=1e-6簡單例句：2024/5/615學(xué)習(xí)特性獲取solvevdrain=0.1solvevdrain=0.2…solvevdrain=2.0solvevdrain=0.1solvevgate=0.1vstep=0.1vfinal=3.0name=gatesolvevcollector=2solvevbase=0.0vstep=0.1vfinal=2name=basecontactname=basecommon=collectorsolvevbase=0.0vstep=0.1vfinal=2name=baseI-V特性：轉(zhuǎn)移特性：GP特性：2024/5/616學(xué)習(xí)特性獲取impactselbmethodtrapclimit=1e-4maxtrap=10#solveinitsolvevbase=0.025solvevbase=0.05solvevbase=0.2#contactname=basecurrentsolveibase=3.e-15#logoutfile=gp.logmastersolvevcollector=0.2solvevstep=0.2vfinal=5name=collectorsolvevstep=0.5vfinal=10name=collectorcompl=5.e-11p=3CE擊穿特性：2024/5/617學(xué)習(xí)特性獲取solveinitsolvevbase=0.05vstep=0.05vfinal=0.8name=basecontactname=basecurrent#solveibase=2.e-6saveoutf=bjt_ib_1.strmastersolveibase=4.e-6saveoutf=bjt_ib_2.strmaster#loadinf=bjt_ib_1.strmasterlogoutf=bjt_ib_1.logsolvevcollector=0.0vstep=0.25vfinal=5.0name=collector#loadinf=bjt_ib_2.strmasterlogoutf=bjt_ib_2.logsolvevcollector=0.0vstep=0.25vfinal=5.0name=collector電流控制性器件的輸出特性：2024/5/618學(xué)習(xí)特性獲取solveinitsolvevgate=1.1outf=solve_tmp1solvevgate=2.2outf=solve_tmp2#loadinfile=solve_tmp1logoutf=mos_ids_1.logsolvename=drainvdrain=0vstep=0.3vfinal=3.3#loadinfile=solve_tmp2logoutf=mos_ids_2.logsolvename=drainvdrain=0vstep=0.3vfinal=3.3電壓控制型器件的輸出特性：2024/5/619學(xué)習(xí)特性獲取solvevbase=0vstep=0.05v?nal=2.0name=baseacfreq=1e6solvevbase=0.7acfreq=1e9fstep=1e9nfstep=10solvevbase=0.7acfreq=1e6fstep=2mult.fnfstep=10solveprevacfreq=1e6fstep=2mult.fnfstep=10solvevgate=0vstep=0.05v?nal=1name=gateacfreq=1e6\ fstep=2mult.fnfsteps=10某頻率下的特性（CV）：電容隨頻率的變化（1G~11GHz）：（1M~1.024GHz）直流偏置和交流頻率都改變：2024/5/620學(xué)習(xí)特性獲取solvevgate=1.0ramptime=1e?8tstop=1e?7tstep=1e?10瞬態(tài)特性：瞬態(tài)仿真參數(shù)的說明2024/5/621學(xué)習(xí)特性獲取logoutf=ac.logs.paraminport=gateoutport=drainwidth=100solveac.analysisdirectfrequency=1.e9fstep=2.e9nfsteps=20logoutf=ac.logs.paraminport=gateoutport=drain\ in2port=sourceout2port=sourcewidth=100rin=100solveac.analysisdirectfrequency=1.e9fstep=2.e9nfsteps=20S參數(shù)仿真（電流增益隨頻率變化的特性）：2024/5/622學(xué)習(xí)特性獲取modelssrh?dmobbz=1.0modeltemperature=300solveinit#probename=hall1x=0.0y=0.5potentialprobename=hall2x=1.0y=0.5potentialprobename=referencex=0.5y=0.5potential#logoutf=hall_e?ect.logsolvename=anodevanode=0.0vstep=0.05v?nal=1.0霍爾效應(yīng)仿真：2024/5/623學(xué)習(xí)特性獲取beamnum=1x.orign=5y.orign=?2angle=90wavelenght=.8beamnum=1x.orign=5y.orign=?2angle=90wavel.start=.5\ wavel.end=1.7wave.num=13beamnum=2x.orign=1y.orign=?1angle=90wavelength=1.5\ back.re?front.re?re?ect=5min.power=0.01beamnum=3x.orign=2y.orign=?0.5angle=90wavelength=0.9\ rays=101gaussianmean=0xsigma=0.25光電效應(yīng)仿真時光線的設(shè)置：波長、入射點位置和角度：一定范圍的波長：前后背面的反射：光強為高斯分布：2024/5/624學(xué)習(xí)特性獲取beamnum=1x.origin=2.5y.origin=?1.0angle=90.0wavelength=.4#solveinitsolvevcathode=0.05vstep=0.05v?nal=1.0name=cathode#logoutf=spectral_Response.logmastersolveprevb1=2lambda=0.5solveprevb1=2lambda=0.6solveprevb1=2lambda=0.7solveprevb1=2lambda=0.8solveprevb1=2lambda=0.9solveprevb1=2lambda=1.0solveprevb1=2lambda=1.2光電效應(yīng)仿真：2024/5/625學(xué)習(xí)特性獲取modelsbgnsrhconmobfldmobmethodnewton#setupinitialDCbiassolvevcathode=0.1vs