silvaco代码笔记(4)欧姆接触仿真

go atlas simflags="-p 4"

set label=Ti_

set Lgs=0.5
set Lg=0.5
set Lgd=0.5

set Hgf=0.2

set SFP=0.2
set Lsfp=0.5+$Lgs+$Lg+$SFP

set tbarrier=0.001
set tbuffer=1
set Al_composition=0.85
#set In_composition=0.1

set trans_vd=10
set trans_vgstart=-8
set trans_vgstop=2

#X Direction

网格的x方向上的最大值为100um

mesh width=10

x.mesh location=0 spacing=0.1
x.mesh location=0.5 spacing=0.1

去掉T型结构的计算

#x.mesh location=0.5+$Lgs-$Lgfs spacing=0.1

x.mesh location=0.4+$Lgs spacing=0.02
x.mesh location=0.5+$Lgs spacing=0.01
x.mesh location=0.5+$Lgs+$Lg spacing=0.01
x.mesh location=0.6+$Lgs+$Lg spacing=0.02

x.mesh location=1+$Lgs+$Lg+$Lgd spacing=0.1

#Y Direction

y.mesh l=-$Hgf spacing=0.005
y.mesh l=-0.01 spacing=0.002
y.mesh l=0 spacing=0.001
y.mesh l=0.01 spacing=0.002
y.mesh l=$tbarrier-0.001 spacing=0.001
y.mesh l=$tbarrier spacing=0.001
y.mesh l=$tbarrier+0.001 spacing=0.001
y.mesh l=$tbarrier+0.004 spacing=0.001
y.mesh l=$tbarrier+0.008 spacing=0.005
y.mesh l=$tbarrier+$tbuffer spacing=0.05

定义区域region

region num=1 material=GaN y.min=$tbarrier substrate
#region2 AlGaN barrier
region num=2 material=AlGaN x.comp=$Al_composition y.min=0 y.max=$tbarrier
#InAlGaN的情况
#region num=2 material=InAlGaN x.comp=$Al_composition y.comp=$In_composition y.min=0 y.max=$tbarrier
#定义背景是空气
region num=3 material=SiN y.min=-$Hgf y.max=0

定义电极electrode

elec num=1 name=gate y.min=-$Hgf y.max=0.0 x.min=0.5+$Lgs x.max=0.5+$Lgs+$Lg

定义掺杂barrier doping

doping uniform n.type conc=1e15 y.min=0.0 y.max=$tbarrier
#buffer doping
#doping uniform n.type conc=1e15 y.min=$tbarrier
#Ohmic doping

#doping uniform n.type conc=1e18 y.min=0.0 y.max=0.05 x.min=0.45 x.max=0.5

T型栅区域的掺杂

#doping uniform n.type conc=1e18 y.min=0.0 y.max=0.05 x.min=0.5+$Lgs+$Lg+$Lgd x.max=0.55+$Lgs+$Lg+$Lgd

#buffer Fe-doping
#doping region=1 trap acceptor e.level=1.0 concentration=1e19 degen.fac=1 sign=1e-15 sigp=1e-15

contact name=gate workfunction=4.33

非半导体材料介电常数的定义

material material=SiN permittivity=7.5
#material material=Air permittivity=1.0

material KP.SET2 POL.SET2 print

models k.p print srh
mobility fldmob.n MUN=1600 VSATN=1.3e7 BETAN=1.5
mobility fldmob.p

models TEN.PIEZO CALC.STRAIN TENSOR.SCALE=0 PSP.SCALE=1 PIEZO.SCALE=1

output e.mobility con.band val.band charge polar.charge band.par qss

solve init
method gummel newton itlim=20 maxtrap=6
solve vgate=0.0
save outf=$“label"tb”$tbarrier"_AlCom"$Al_composition"_AlGaN.str
tonyplot3D $“label"tb”$tbarrier"_AlCom"$Al_composition"_AlGaN.str

quit

### Silvaco GAN 技术应用和资料 #### 1. Silvaco 软件在 GaN 设备模拟中的作用 Silvaco 是一家提供电子设计自动化 (EDA) 工具的公司,广泛应用于半导体器件的设计、仿真和分析。针对氮化镓(GaN)技术的应用,Silvaco 提供了专门用于宽禁带半导体材料建模的功能模块。这些工具能够帮助工程师优化基于 GaN 的电力电子元件性能。 具体而言,在开发 p-GaN/p-AlGaN/AlGaN/GaN 异质结场效应晶体管时,通过 Silvaco TCAD 解决方案可以实现对器件内部物理特性的深入理解,包括但不限于载流子浓度分布、电势变化趋势等重要参数[^2]。这有助于解决实际生产过程中遇到的技术难题,比如如何精准控制蚀刻工艺以保护敏感层免受损害等问题。 #### 2. 使用 Silvaco 进行 GaN 功率器件特性研究 利用 Silvaco ATLAS 或其他相关产品线,研究人员可以在虚拟环境中构建并测试不同类型的 GaN FET 结构模型。例如: - **增强型 GaN HEMT**:这类器件由于具备出色的开关速度和平滑的工作曲线而在射频放大器领域备受青睐; - **垂直架构 GaN MOSFETs**:相比传统的横向布局方式,这种新形式能显著提升电流承载能力的同时降低导通电阻; 借助上述软件平台所提供的强大计算能力和丰富的内置算法库,用户不仅可完成静态 I-V 特征测量仿真实验,还能进一步探索动态响应行为下的瞬态过程表现情况。 ```matlab % MATLAB 示例代码片段展示如何调用 Silvaco API 接口来进行简单的一维 Poisson 方程求解 clc; clear all; addpath('C:\Program Files\Silvaco\ATLAS'); atlas_init(); set_model('pois','solve',true); mesh = linspace(0,1e-6,100); % 定义空间网格 phi = zeros(size(mesh)); % 初始化电位函数向量 for i=1:length(mesh)-1 phi(i+1)=phi(i)+((q*ni)/(epsilon_s))*(exp(-Eg/(k*T))-1)*(mesh(i+1)-mesh(i)); end plot(mesh*1e6,phi,'LineWidth',2); xlabel('\mu m'); ylabel('Potential[V]'); title('Simple 1D Poisson Solver Using Silvaco Interface'); ``` 此段脚本展示了怎样集成第三方编程环境与 Silvaco EDA 平台之间的交互操作流程,从而加速科研工作进展效率。
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