TCAD 表面電荷のシミュレーション

SDEVICE編集

基本的な情報はmanual/sdevice_ug.pdf/chapter17にあります.

bulk damageやsurface damageについて書いてありますが,ここでは表面電荷の置き方について.

電荷を置くには,sdevice_des.cmdに下のようなPhysicsの項目を足します.

Physics (Material="Oxide"){
    Charge (Conc=<float>[cm-3])
}

Materialの所は,Material / Region / MaterialInterface / RegionInterface に変えられます.

因みにbulk damageの場合はChargeの所がTrapsになりますが,どこの領域かを指定する初めの所は共通です.

Interfaceの場合は下のように2つのMaterialをスラッシュで区切って指定します.

Physics (MaterialInterface="Oxide/Silicon"){
    Charge (Uniform (or) Gaussian
          Conc=<float>[cm-2]
          SpaceMid=<vector>[um]
          SpaceSig=<vector>[um])
}

MateirialやRegionで領域を指定した場合は,変数はConc(concentration)のみ.

Interfaceを指定した場合はUniformならConcのみ.GaussianならSpaceMid/SpaceSigを指定して分布を決定.

Gaussianの中心値の座標をSpaceMidで指定し,自分で決めた1σ分離れた座標をSpaceSigで指定します.

concentrationを実際にどの程度に設定するべきかは調査中です.

次に示す例ではちょうど変化が見える値を採用しています.

ダイオードの例

下のようなダイオードを用意しました.

sde file : /home/swada/work/Sentaurus/TCAD_WS_2/sde_dvs.cmd

fig1.png

上から酸化膜(Oxide),n+電極(P:1e+20),p bulk(B:1e+12),p+電極(B:1e+20).

sdeviceに

Physics (MaterialInterface="Oxide/Silicon") {
 Charge(Conc=2.5e10)
}

を書く前後でIVシミュレーションを行い,eDencity分布を比較します.

前 sdevice file : /home/swada/work/Sentaurus/TCAD_WS_2/IV_des.cmd

後 sdevice file : /home/swada/work/Sentaurus/TCAD_WS_2/IVirrad_des.cmd

fig2_e_wo.png fig2_e_w.png

Oxide/Silicon境界にプラス電荷を置いたため,境界に電子が集まっているのが見えます.

CVシミュレーションについても同様にsdevice fileを用意しました.

前 sdevice file : /home/swada/work/Sentaurus/TCAD_WS_2/CV_des.cmd

後 sdevice file : /home/swada/work/Sentaurus/TCAD_WS_2/CVirrad_des.cmd

IV測定とCV測定の結果を前後で比較してみます.

fig3.png fig4.png

電荷を置いたことによって変化が生じているのが分かります.

-- Atlasj Silicon - 2018-08-28

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