PDF《半导体模块》

简介 半导体模块 联系信息请访问 联系 COMSOL 页面 cn.

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518、 7,596,

474、 7,623,

991、 8,457,

932、 8,954,

302、 9,098,

106、 9,146,

652、 9,323,

503、 9,372,673 及9,454,625 的保护.专利申请中. 本文档和本文所述的程序根据 COMSOL 软件许可协议 (cn.comsol.com/comsol-license-agreement) 提供,且仅能按照许可协议的条款进行使用和复制. COMSOL、 COMSOL 徽标、 COMSOL Multiphysics、 COMSOL Desktop、 COMSOL Server 和LiveLink 为COMSOL AB 公司的注册商标或商标.所有其他商标均为其各自所有者的财产,COMSOL AB 公司及其子公司和产品不与上述商标所有者相关联,亦不由其担保、赞助或支持.相关商标所有者 的列表请参见 cn.comsol.com/trademarks. 版本:COMSOL 5.3a |

3 目录 简介

5 半导体器件

7 半导体模块物理场接口指南

11 根据空间维度和预设研究类型排列的物理场接口

15 教学示例:MOSFET 的直流特性

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5 简介 设备工程师和物理学家借助于半导体模块来设计和理解半导体器件.多年来, 由于开发原型器件和工艺的高昂成本,半导体器件的设计都与仿真工具密切相 关.纳米技术和有机半导体的发展推动了众多新型器件的产生.这些领域的研 究人员还借助仿真理解优化的基本原理并着手进行设计.在上述提及的各类系 统中,多物理场效应至关重要,而COMSOL 是研究这类效应的理想平台. 半导体模块可以在一维、二维或三维下对器件进行稳态或动态性能的建模分 析,并结合对有源或无源器件进行基于电路的建模.在频域分析中,可以进行 直流和交流信号组合激励下的器件建模.软件中预置的半导体接口可用于对众 多类型的半导体器件建模,同时可与其他物理接口直接耦合,如发热现象和光 电效应.预定义的薛定谔方程接口可以模拟如量子阱、量子线和量子点等量子 限域系统. 半导体接口通过有限体积或有限元方法求解半导体中的电势和电子、空穴浓度 (或在有限元方法对数公式中求解其对数)对应的耦合偏微分方程组.在物理 场接口中指定对应的初始和边界条件非常方便. COMSOL 在软件开发中就强调向用户提供不同特征下的物理场方程的功能, 同时可以查看完整的底层方程形式. Semiconductor Module User'

s Guide 提供 了详细的半导体接口中涉及的理论知识.同时可以非常灵活地在系统中添加用 户定义的方程和表达式.例如,用户定义的迁移率模型可通过在用户定义特征 中键入合适的表达式来轻松定义,无需输入脚本或代码.这些用户定义的模型 可与软件中内置的预定义模型任意组合.当COMSOL Multiphysics 对方程进 行编译时,由这些用户定义的表达式生成的复杂耦合会自动包含在方程组中. 这些方程通过一系列先进的求解器进行求解. 求解完成后,大量的后处理工具可用于查询数据,并自动生成预定义的绘图, 显示器件响应.COMSOL Multiphysics 提供了极高的灵活性来计算广泛的物理 量,包括预定义的量,例如电子和空穴电流 (包括漂移、扩散和热扩散电流分 量) 、电场和温度 (通过简单易用的菜单提供) ,以及用户定义的任意表达 式. 要对半导体器件进行建模,首先在软件中定义几何.然后,选择合适的材料并 添加半导体接口.掺杂分布可以通过扩散方程计算、从第三方软件导入或在掺 杂接口中输入经验数值.在物理场接口中指定初始条件和边界条件.接下来,