SilvacoTCAD器件仿真3講解.ppt

SilvacoTCAD器件仿真 三 Tangshaohua SCU 10 28 1 Silvaco學(xué)習(xí) E Mail shaohuachn shaohuachn 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 10 28 Silvaco學(xué)習(xí) 2 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 10 28 Silvaco學(xué)習(xí) 3 材料參數(shù) 10 28 Silvaco學(xué)習(xí) 4 材料參數(shù) 10 28 Silvaco學(xué)習(xí) 5 材料參數(shù) 10 28 Silvaco學(xué)習(xí) 6 能帶參數(shù) 能帶結(jié)構(gòu)示意圖 10 28 Silvaco學(xué)習(xí) 7 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 para 材料參數(shù)例子 10 28 Silvaco學(xué)習(xí) 8 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 10 materialregion 1taun0 5 0e 10taup0 1 0e 9vsatn 2 5e7 mun0 4000mup0 200 impactselbmaterial InGaAsan2 5 15e7ap2 9 69e7bn2 1 95e6 bp2 2 27e6impactselbmaterial InPan2 1e7ap2 9 36e6bn2 3 45e6bp2 2 78e6 Materialtaun0 1 e 9taup0 1 e 9f conmun hemtex01 interp libmaterialalign 0 6 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(shí)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(shí)部 k為折射率虛部 10 28 Silvaco學(xué)習(xí) 9 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 10 28 Silvaco學(xué)習(xí) 10 物理模型 models 計(jì)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 10 28 Silvaco學(xué)習(xí) 11 低場遷移率模型的物理方程及參數(shù) 物理模型 推薦的模型MOSFETs類型 srh cvt bgnBJT thyristors等 Klasrh klaaug kla bgn擊穿仿真 Impact selb 10 28 Silvaco學(xué)習(xí) 12 Modelsconmobfldmobsrhaugertemp 300print 例句 Impactselb Modelbgnfldmobsrh 10 28 Silvaco學(xué)習(xí) 13 界面特性 interfacey max 0 1qf 1e11 interfacex min 4x max 4y min 0 25y max 0 1qf 1e11 s n 1e4s p 1e4 Interface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 計(jì)算方法 Method 仿真時的數(shù)值計(jì)算方法主要的方法有newton gummel block 10 28 Silvaco學(xué)習(xí) 14 methodgummelnewtontrapitlimit 20maxtrap 6 報(bào)錯信息 traptimesmorethan4times 指計(jì)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Gummel 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 10 28 Silvaco學(xué)習(xí) 15 Logoutfile log Solveinit Solvevdrain 0 1 Solvevgate 0 05vstep 0 05vfinal 1 0name gate Solveibase 1e 6 簡單例句 特性獲取 10 28 Silvaco學(xué)習(xí) 16 solvevdrain 0 1solvevdrain 0 2 solvevdrain 2 0 solvevdrain 0 1solvevgate 0 1vstep 0 1vfinal 3 0name gate solvevcollector 2solvevbase 0 0vstep 0 1vfinal 2name base contactname basecommon collectorsolvevbase 0 0vstep 0 1vfinal 2name base I V特性 轉(zhuǎn)移特性 GP特性 特性獲取 10 28 Silvaco學(xué)習(xí) 17 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 p 3 CE擊穿特性 特性獲取 10 28 Silvaco學(xué)習(xí) 18 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 特性獲取 10 28 Silvaco學(xué)習(xí) 19 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 特性獲取 10 28 Silvaco學(xué)習(xí) 20 solvevbase 0vstep 0 05v nal 2 0name baseacfreq 1e6 solvevbase 0 7acfreq 1e9fstep 1e9nfstep 10 solvevbase 0 7acfreq 1e6fstep 2mult fnfstep 10 solveprevacfreq 1e6fstep 2mult fnfstep 10 solvevgate 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 特性獲取 10 28 Silvaco學(xué)習(xí) 21 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 10 28 Silvaco學(xué)習(xí) 22 特性獲取 logoutf ac logs paraminport gateoutport drainwidth 100solveac analysisdirectfrequency 1 e9fstep 2 e9nfsteps 20 logoutf ac logs paraminport gateoutport drain in2port sourceout2port sourcewidth 100rin 100solveac analysisdirectfrequency 1 e9fstep 2 e9nfsteps 20 S參數(shù)仿真 電流增益隨頻率變化的特性 10 28 Silvaco學(xué)習(xí) 23 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 10 28 Silvaco學(xué)習(xí) 24 特性獲取 beamnum 1x orign 5y orign 2angle 90wavelenght 8 beamnum 1x orign 5y orign 2angle 90wavel start 5 wavel end 1 7wave num 13 beamnum 2x orign 1y orign 1angle 90wavelength 1 5 back re front re re ect 5min power 0 01 beamnum 3x orign 2y orign 0 5angle 90wavelength 0 9 rays 101gaussianmean 0 xsigma 0 25 光電效應(yīng)仿真時光線的設(shè)置 波長 入射點(diǎn)位置和角度 一定范圍的波長 前后背面的反射 光強(qiáng)為高斯分布 10 28 Silvaco學(xué)習(xí) 25 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 10 28 Silvaco學(xué)習(xí) 26 特性獲取 modelsbgnsrhconmobfldmobmethodnewton setupinitialDCbiassolvevcathode 0 1vstep 0 1vfinal 3 0name cathode setupthetrackoftheradiationforSEUsingleeventupsetentry 2 0 1 5 0 exit 1 1 4 radius 0 05 density 1e18methodhalfimpldt min 3 e 12logoutf seu 0 logsolvetfinal 1 e 9tstep 3 e 12 SEU仿真 三維器件仿真 三維器件仿真流程和語法可參照二維仿真位置坐標(biāo)是三維數(shù)據(jù)物理模型少數(shù)會有差別 10 28 Silvaco學(xué)習(xí) 27 10 28 Silvaco學(xué)習(xí) 28 仿真