ОПрЭКБ лабы / Актуальные методы / 122 Пр ПР_БЧ ОП ЭКБ. ПРАКТИКА 13 (КП-3)

Для формирования гауссовых профилей легирования выполните команду

Device->Analytical Profile Placement

Для создания гауссова профиля распределения акцепторной примеси в эмиттере в поле Placement Name укажите

AnalyticalPlacement_p+_emitter. В списке Ref/Eva выбирите созданную ранее референсную линию: baseline_p+_gauss.

Вграфе Name поля Profile Definition укажите AnalyticalDef_p+_emitter.

Всписке Profile Type укажите Gaussian. Species: BoronActiveConcentration.

Вполе Primary Direction Profile (Gauss) укажите параметр Peak Concentration: 1e+19 см-3. Peak Position – расположение максимума гауссова распределения от базовой линии baseline_p+_gauss. Оставьте 0 в

этом поле, т.е. максимум будет находиться на этой линии. В списке ниже выбирите Junction. Далее требуется указать требуемую концентрацию примеси на заданной глубине. Для этого в поле напротив слова Junction укажите требуемую концентрацию – 1e+15 см-3 и ниже задайте 2 мкм. Таким образом будет сформирован p+-эмиттер с гауссовым профилем распределения примеси. Для распространения примеси в положительном направлении оси Y поставьте маркер на пункт

Positive в поле Eval Direction и нажмите Add Placement.

Аналогичные действия повторите для перехода n-n+. Базовая линия для этого профиля – baseline_n-n+_junction. Для проникновения примеси в базу структуры в поле Eval Direction выбирите пункт Negative. Не забудьте, что эта область легируется донорами, поэтому в Species надо выбрать PhosphorusActiveConcentration.

Для формирования постоянного профиля в структуре откройте окно Device- >Constant Profile Placement.

Создайте постоянный профиль распределения донорной примеси в базе диода. Placement name: ConstantPlacement_n_base. Ref/Eval Window: RefEvalWin_n_base.

В графе Name поля Constant Profile Definition укажите ConstantDef_n_base. Species: PhosphorusActiveConcentration.

Concentration: 1e+15 см-3. Остальные параметры оставьте без изменений и нажмите Add Placement.

Повторите действия, указанные в п. 10.2 для n+-подложки. Концентрация 1e+19 см-3

2

Формирование расчетной сетки. Mesh->Refinement Placement. Аналогично созданию профиля легирования указываются соответствующие параметры Placement Name, окна, где эта сетка размечаеется, а также Refinement

Definition Name. В полях X Direction, Y Direction и Z Direction

указываются максимальные и минимальные шаги сетки по каждому из направлений. Поскольку задача одномерная, по оси X шаг сетки будет постоянным и равным 0.2 мкм, т.е. Xmax = 0.2 и Xmin = 0.2. Поскольку структура плоская шаг по оси Z можно не задавать

Для области p+_emitter: Ymax = 0.1, Ymin = 0.01. После указания этих параметров нажмите Add Placement.

Для области n_base: Ymax = 0.5, Ymin = 0.01. Add Placement.

Для области n+_substrate: Ymax = 5, Ymin = 1. Add Placement. Для области n_n+_fine_mesh: Ymax = 0.1, Ymin = 0.01.

Осталось сформировать контакты к структуре. Contacts->Contact Sets.

Contact Name: top. Edge Color: 100. Set.

Contact Name: bottom. Edge Color: 010. Set.

В списке Selection Type выбирите Edge. В списке Contact Sets выбирите top.

Выделите курсором верхнюю грань структуры и выполните команду Contact->Set Contact. Если все сделано правильно, то верхний край структуры станет красным. Аналогично задайте контакт bottom на нижней грани структуры.

Структура создана. Последний шаг: Mesh->Build Mesh. Если все сделано правильно, то на структуре отобразится расчетная сетка и профиль легирования.

3.2. Sdevice.

Для расчета параметров диода следует открыть Terminal и через командную строку запустить на исполнение программой sdevice файл command.cmd.

Этот файл содержит в себе расчет вольтамперных характеристик диодной структуры, а также расчет ее вольт-фарадных характеристик.

В результате расчета получаются три пары файлов с префиксами: Quasi_forward и Quasi_backward содержат в себе информацию о прямых и обратных ветках вольтамперных и вольтфарадных характеристик, а

3

Quasi_to_zero предназначен только для возврата по напряжению из положительного смещения к нулю, откуда удобно считать обратную ветку.

Файлы Quasi_xxx_current_des.plt содержат в себе вольтамперные характеристики.

Файлы Quasi_xxx_extraction_ac_des.plt содержат в себе вольтфарадные характеристики.

Для просмотра результатов используется программа Sentaurus Visual

(Svisual).

Экспорт кривых в файл: Data->Export XY Data. Далее выбираете кривые для экспорта и сохраняете файл под нужным именем.

3.3. OrCAD Model Editor

После того, как вольтамперные и вольтфарадные характеристики получены необходимо, используя программу OrCAD Model Editor рассчитать SPICE параметры диода и ввести их в программу AWR Microwave Office.

4

3.4.Создание схемы фильтра нижних частот.

1.Щёлкните по значку Add New Schematic на панели инструментов и создайте схему с именем LPF.

2.Откройте окно просмотра элементов, раскройте группу Microstrip и щёлкните мышкой по подгруппе Lines.

3.Перетащите элемент MLIN в окно схемы и щёлкните левой кнопкой мышки, чтобы закрепить его.

4.Раскройте группу Lumped Element и щёлкните мышкой по подгруппе

Inductor.

5.Перетащите элемент IND в окно схемы и подключите его к правому выводу элемента MLIN.

6.Повторите п. 5 и подключите второй элемент IND к правому выводу первого элемента.

7.Щёлкните мышкой по подгруппе Capacitor, перетащите элемент CAP в окно схемы и подключите этот элемент к правому выводу второго элемента

IND.

8.Перетащите второй элемент CAP в окно схемы, разверните его на 90 градусов, щёлкнув правой кнопкой мышки, и подключите к точке между элементами MLIN и IND.

9.Щёлкните мышкой по значку Copy и затем по значку Paste на панели инструментов (последний вставленный элемент CAP должен быть выделен). Подключите скопированный элемент к точке соединения между двумя элементами IND.

10.Поместите курсор на нижний узел ёмкости C2 так, чтобы он отображался в виде соленоида, и щёлкните левой кнопкой мышки, чтобы зафиксировать начало провода. Переместите курсор к нижнему узлу ёмкости C3 и щёлкните левой кнопкой мышки, чтобы зафиксировать провод.

11.Щёлкните по значку Ground на панели инструментов, переместите курсор в окно схемы и подключите к проводу, соединяющему ёмкости C2 и C3.

12.Щёлкните по значку Port на панели инструментов, переместите курсор в окно схемы, подключите порт ко входу схемы и щёлкните левой кнопкой мышки, чтобы зафиксировать.

13.Снова щёлкните по значку Port на панели инструментов, переместите курсор в окно схемы, щёлкните два раза правой кнопкой мышки, чтобы повернуть порт и подключите его к выходу схемы.

5

14.Дважды щёлкая по элементам схемы, отредактируйте их параметры, как показано на рис.

3.5.Создание графика и анализ фильтра нижних частот.

1.Откройте окно просмотра проекта, щёлкнув мышкой по кнопке Project в левой нижней части окна.

2.Щёлкните левой кнопкой мышки по значку Add New Graphs на панели инструментов и в открывшемся окне введите имя графика LPF S Parameters. Нажмите OK.

3.Щёлкните левой кнопкой мышки по значку Add New Measurement на панели инструментов. Откроется диалоговое окно Add Measurement.

4.В окне списка Measurement Type отметьте Linear>Port Parameters, в

окне списка Measurement отметьте S. в поле ввода Data Source Name введите LPF, в поле ввода To Port Index введите 2, в поле ввода From Port Index введите 1, щёлкните левой кнопкой мышки по переключателям Mag и dB, нажмите Apply.

5.Введите 1 в поля ввода To Port Index и From Port Index, нажмите Apply.

6.Нажмите OK.

7.Щёлкните правой кнопкой мышки по имени схемы LPF в группе Circuit Schematics в левом окне просмотра проекта и выберите Options.

8.В открывшемся окне опций на вкладке Frequencies снимите “галочку” в

Use project defaults, в поле Start (GHz) введите 0.5, в поле Stop (GHz)

введите 5, в поле Step (GHz) введите 0.05, отметьте Replace, нажмите

Apply и OK.

9.Щёлкните левой кнопкой мышки по значку Analyze на панели инструментов. Полученный график показан на рис.

6