SilvacoTCAD器件仿真3讲解.ppt

SilvacoTCAD器件仿真 三 Tangshaohua SCU 10 28 1 Silvaco学习 E Mail shaohuachn shaohuachn 这一讲主要内容 材料特性设置物理模型设置特性获取结果分析从例子hemtex01 in看整个流程 10 28 Silvaco学习 2 材料参数 状态Material 设置材料参数材料参数和物理模型的选取有关 常用的参数及说明如下 10 28 Silvaco学习 3 材料参数 10 28 Silvaco学习 4 材料参数 10 28 Silvaco学习 5 材料参数 10 28 Silvaco学习 6 能带参数 能带结构示意图 10 28 Silvaco学习 7 能带不连续参数align的说明 要在结构文件中查看能带 需添加语句Outputcon bandval bandband para 材料参数例子 10 28 Silvaco学习 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 光学参数 在光电特性仿真中材料的光学参数 折射率实部和虚部 尤为重要 两种方法可设置材料的光学参数1 C解释器编写参数文件2 添加 更改材料的折射率文件内的信息文件路径 X sedatools lib Atlas 5 14 0 R common n为折射率实部 k为折射率虚部 10 28 Silvaco学习 9 C解释器 可通过C解释器编辑函数来描述材料参数C解释器模板路径X sedatools lib Atlas 5 14 0 R common template例子hemtex01 in中 f conmun hemtex01 interp lib 10 28 Silvaco学习 10 物理模型 models 计算时所采用的物理模型物理模型是指有物理意义的方程物理描述在手册的3 6节PhysicsModels部分 10 28 Silvaco学习 11 低场迁移率模型的物理方程及参数 物理模型 推荐的模型MOSFETs类型 srh cvt bgnBJT thyristors等 Klasrh klaaug kla bgn击穿仿真 Impact selb 10 28 Silvaco学习 12 Modelsconmobfldmobsrhaugertemp 300print 例句 Impactselb Modelbgnfldmobsrh 10 28 Silvaco学习 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定义界面态电荷 密度cm 2 s n和s p分别为电子和空穴的表面复合速率 计算方法 Method 仿真时的数值计算方法主要的方法有newton gummel block 10 28 Silvaco学习 14 methodgummelnewtontrapitlimit 20maxtrap 6 报错信息 traptimesmorethan4times 指计算不收敛 需要注意的几个地方 Itlimit是迭代的次数上限 maxtrap设置步长折回的次数 电流边界情形不能用Gummel 特性获取 加偏执是用solve状态先需要设置数据保存在日志文件 之后才可以用Tonyplot显示出来 10 28 Silvaco学习 15 Logoutfile log Solveinit Solvevdrain 0 1 Solvevgate 0 05vstep 0 05vfinal 1 0name gate Solveibase 1e 6 简单例句 特性获取 10 28 Silvaco学习 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 转移特性 GP特性 特性获取 10 28 Silvaco学习 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击穿特性 特性获取 10 28 Silvaco学习 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 电流控制性器件的输出特性 特性获取 10 28 Silvaco学习 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 电压控制型器件的输出特性 特性获取 10 28 Silvaco学习 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 某频率下的特性 CV 电容随频率的变化 1G 11GHz 1M 1 024GHz 直流偏置和交流频率都改变 特性获取 10 28 Silvaco学习 21 solvevgate 1 0ramptime 1e 8tstop 1e 7tstep 1e 10 瞬态特性 瞬态仿真参数的说明 10 28 Silvaco学习 22 特性获取 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参数仿真 电流增益随频率变化的特性 10 28 Silvaco学习 23 特性获取 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 霍尔效应仿真 10 28 Silvaco学习 24 特性获取 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 光电效应仿真时光线的设置 波长 入射点位置和角度 一定范围的波长 前后背面的反射 光强为高斯分布 10 28 Silvaco学习 25 特性获取 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 光电效应仿真 10 28 Silvaco学习 26 特性获取 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 三维器件仿真 三维器件仿真流程和语法可参照二维仿真位置坐标是三维数据物理模型少数会有差别 10 28 Silvaco学习 27 10 28 Silvaco学习 28 仿真