Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Lab1_MvST

.pdf
Скачиваний:
20
Добавлен:
05.06.2015
Размер:
408.91 Кб
Скачать

Варианты заданий для самостоятельной работы

При выполнении работы необходимо заполнить все части таблиц 2-4 (одну из этих таблиц) для заданного варианта задания. Номер варианта задания определяется по номеру обучаемого в списке (группы) и в соответствии с таблицей 1.

Таблица 1 Номера вариантов

Номер в списке

Вариант задания

Номер в списке

Вариант задания

группы

 

группы

 

1

1

34

4

2

2

35

5

3

3

36

6

4

4

37

1

5

5

38

2

6

6

39

3

7

1

40

4

8

2

41

5

9

3

42

6

10

4

43

1

11

5

44

2

12

6

45

3

13

1

46

4

14

2

47

5

15

3

48

6

16

4

49

1

17

5

50

2

18

6

 

 

19

1

 

 

20

2

 

 

21

3

 

 

22

4

 

 

23

5

 

 

24

6

 

 

25

1

 

 

26

2

 

 

27

3

 

 

28

4

 

 

29

5

 

 

30

6

 

 

31

1

 

 

32

2

 

 

33

3

 

 

В данной работе необходимо определить напряжение лавинного пробоя p-n

перехода, показанного на рисунке 5 с использованием Пуассон-анализа и на основе расчета ВАХ в соотвествии с параметрами прибора из таблицы 2.

-A – P-N переход цилиндрического вида

-Б – P-N переход сферического вида Рисунок 5(а,б) – Структуры p-n переходов Варианты задания Таблица 2 Варианты задания

Вариант

Структура

Параметры структуры

 

 

 

 

 

 

 

 

Xj n-области, мкм

 

N n-области, см-3

 

 

 

 

 

1

Цилиндрическая

4

 

1e17

 

 

 

 

 

2

Сферическая

5

 

5e17

 

 

 

 

 

3

Цилиндрическая

6

 

1e18

 

 

 

 

 

4

Сферическая

7

 

1e16

 

 

 

 

 

6

Цилиндрическая

8

 

5e16

 

 

 

 

 

7

Сферическая

9

 

3e16

 

 

 

 

 

8

Цилиндрическая

10

 

2e17

 

 

 

 

 

9

Сферическая

5

 

3e17

 

 

 

 

 

10

Цилиндрическая

6

 

4e17

 

 

 

 

 

11

Сферическая

7

 

2e16

 

 

 

 

 

12

Цилиндрическая

8

 

3e16

 

 

 

 

 

13

Сферическая

9

 

4e16

 

 

 

 

 

Пример выполнения работы

Пример задания: Необходимо рассчитать напряжение лавинного пробоя p-n перехода сферического вида с использованием Пуассон -анализа и на основе расчета ВАХ.

Исходные конструктивно - технологические параметры p-n переходов следующие:

-Концентрация примеси в подложке Nподл=1015 см-3

-Параметры n-области: N=1016 см-3, Xj=10 мкм

Для выполнения данного задания необходимо:

-1. Сформировать структуру p-n перехода с использованием программы Mesh

Пример файла с описанием материалов структуры и контактов приведен далее:

Файл: n1_msh.bnd:

Silicon "siSubs" {Rectangle [(0,0)(30,30)]}

Contact "top" {Line [(0,0)(1,0)]}

Contact "bot" {Line [(0,30)(30,30)]}

Пример файла с описанием примеси и сетки показан далее:

Файл: n1_msh.cmd:

Title "PN-Junction BR"

Definitions {

#Refinement regions Refinement "Default Region"

{

MaxElementSize = (1 1 ) MinElementSize = (0.1 0.1 )

RefineFunction = MaxTransDiff(Variable = "DopingConcentration", Value = 1)

}

Refinement "topRef"

{

MaxElementSize = (0.2 0.2 ) MinElementSize = (0.01 0.01 )

RefineFunction = MaxTransDiff(Variable = "DopingConcentration", Value = 1)

}

#Profiles AnalyticalProfile "main"

{

Species = "PhosphorusActiveConcentration"

Function = Gauss(PeakPos = 0, PeakVal = 1e+020, ValueAtDepth = 1e+015, Depth = 0.5) LateralFunction = Gauss(Factor = 0.8)

}

AnalyticalProfile "ring1"

{

Species = "PhosphorusActiveConcentration"

Function = Gauss(PeakPos = 0, PeakVal = 1e+016, ValueAtDepth = 1e+015, Depth = 10) LateralFunction = Gauss(Factor = 0.8)

}

Constant "subs"

{

Species = "BoronActiveConcentration" Value = 1e+015

}

}

Placements {

#Refinement regions Refinement "Default Region"

{

Reference = "Default Region"

# Default region

}

Refinement "topRef"

{

Reference = "topRef"

RefineWindow = rectangle [( 0 0 ) , ( 11 11 )]

}

#Profiles Constant "subs"

{

Reference = "subs" EvaluateWindow

{

Element = rectangle [( 0 0 ) , ( 30 30 )] DecayLength = 0

}

}

AnalyticalProfile "main"

{

Reference = "main" ReferenceElement

{

Element = line [( 0 0 ) , ( 1 0 )]

}

}

AnalyticalProfile "ring1"

{

Reference = "ring1" ReferenceElement

{

Element = line [( 0 0 ) , ( 2 0 )]

}

}

}

Для создания структуры используется команда:

mesh n1_msh

Для отображения структуры (рисунок 6) используется команда:

tecplot_sv n1_msh.grd n1_msh.dat

Рисунок 6 – Структура p-n перехода и измененная сетка в нем

-3. Составить и запустить входной файл sdevice для расчета пробивного напряжения p-n

перехода сферического вида с использованием Пуассон-анализа(на основе теоретической части). Запуск расчета командой: sdevice n1poi_des.cmd

Результат Пуассон-анализа: (напряжение пробоя=261 В)

Maximum Field: 2.6214e+05

Ionization-Integrals:

 

 

 

---------------------

 

 

 

Electron:

1.00465

 

 

 

Hole:

1.03008

 

 

 

contact

voltage

electron current

hole current

conduction current

top

2.610E+02

2.355E-43

-2.355E-43

0.000E+00

bot

0.000E+00

5.566E-95

-5.566E-95

0.000E+00

Finished, because of...

Finished quasi-stat., because ionization integrals meet specifications.

-4. Составить и запустить входной файл sdevice для расчета пробивного напряжения p-n

перехода (на основе теоретической части).

Запуск расчета командой: sdevice n1_des.cmd

Результат – файл ВАХ: n1_des.plt показан на рисунке 7, из которого видно, что напряжение лавинного пробоя равно 260 В.

Просмотр файла ВАХ: inspect n1_des.plt

-Выбрать: -top->Inner Voltage ->To X Axis

-top->Total Current->To Y Axis

Рисунок 7 – ВАХ p-n перехода при пробое

Форма представления отчета.

Отчет по работе должен содержать:

1.Краткие ответы на вопросы к теоретической части

2.Рассчитанные значения пробивного напряжения p-n переходов различной конфигурации и формируемых по различным технологическим маршрутам, то есть заполненные таблицы из заданий на самостоятельную работу в соответствии с вариантом.

3.Построенные на базе этих таблиц зависимости пробивного напряжения от конструктивно-технологических параметров p-n перехода.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]