半导体专业实验补充silvaco器件仿真

实验2 PN 结二极管特性仿真 1、实验内容 （1）PN 结穿通二极管正向 I-V 特性、反向击穿特性、反向恢复特性等仿真。 （2）结构和参数：PN结穿通二极管的结构如图1所示，两端高掺杂，n-为耐压层，低掺杂，具体参数：器件宽度4μm，器件长度20μm，耐压层厚度16μm，p+区厚度2μm，n+区厚度2μm。掺杂浓度：p+区浓度为1×1019cm-3，n+区浓度为1×1019cm-3，耐压层参考浓度为5×1015 cm-3。 图 1 普通耐压层功率二极管结构 2、实验要求 （1）掌握器件工艺仿真和电气性能仿真程序的设计 （2）掌握普通耐压层击穿电压与耐压层厚度、浓度的关系。 3、实验过程 #启动 Athena go athena #器件结构网格划分； line x loc=0.0 spac= 0.4 line x loc=4.0 spac= 0.4 line y loc=0.0 spac=0.5 line y loc=2.0 spac=0.1 line y loc=10 spac=0.5 line y loc=18 spac=0.1 line y loc=20 spac=0.5 #初始化 Si 衬底； init silicon c.phos=5e15 orientation=100 two.d #沉积铝； deposit alum thick=1.1 div=10 #电极设置 electrode name=anode x=1 electrode name=cathode backside #输出结构图 structure outf=cb0.str tonyplot cb0.str #启动 Atlas go atlas #结构描述 0 W p+ n- n+ doping p.type conc=1e20 x.min=0.0 x.max=4.0 y.min=0 y.max=2.0 uniform doping n.type conc=1e20 x.min=0.0 x.max=4.0 y.min=18 y.max=20.0 uniform #选择模型和参数 models cvt srh print method carriers=2 impact selb #选择求解数值方法 method newton #求解 solve init log outf=cb02.log solve vanode=0.03 solve vanode=0.1 vstep=0.1 vfinal=5 name=anode #画出IV 特性曲线 tonyplot cb02.log #退出 quit 图2为普通耐压层功率二极管的仿真结构。正向I-V特性曲线如图3所示，导通电压接近0.8V。 图2 普通耐压层功率二极管的仿真结构 图3 普通耐压层功率二极管的正向I-V特性曲线 运用雪崩击穿的碰撞电离模型，加反向偏压，刚开始步长小一点，然后逐渐加大步长。 solve vanode=-0.1 vstep=-0.1 vfinal=-5 name=anode solve vanode=-5.5 vstep=-0.5 vfinal=-20 name=anode solve vanode=-22 vstep=-2 vfinal=-40 name=anode solve vanode=-45 vstep=-5 vfinal=-240 name=anode 求解二极管反向IV特性，图4...