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利用chatgpt4.0分析silvaco MOSFET电流特性器件仿真代码!粘贴复制可用!!!

2023-04-02 20:45 作者:战成  | 我要投稿

       这是一个用于模拟MOSFET的代码,该代码定义了模拟器的参数和模拟器的物理模型,以及要模拟的结构的几何形状。该代码使用ATLAS模拟器进行模拟,同时指定了模拟器的一些参数,如模拟器标志和网格宽度。该代码还定义了几个区域,分别为4H-SiC、氧化物和Si3N4。此外,该代码还定义了源、栅和漏极电极,并定义了掺杂分布,包括均匀掺杂和高斯掺杂。最后,该代码还定义了模拟器使用的一些模型,例如迁移率、载流子输运和电荷输运模型。(关注并私信我可直接获得代码)

MESH WIDTH=1

X.MESH loc=0.00 spac=0.08

X.MESH loc=1.00 spac=0.04

X.MESH loc=1.30 spac=0.025

X.MESH loc=1.50 spac=0.025

X.MESH loc=1.70 spac=0.15

X.MESH loc=3.20 spac=0.15

X.MESH loc=3.50 spac=0.025

X.MESH loc=3.70 spac=0.025

X.MESH loc=4.00 spac=0.04

X.MESH loc=5.00 spac=0.08

Y.MESH loc=-1.00 spac=0.94

Y.MESH loc=-0.06 spac=0.94

Y.MESH loc=-0.05 spac=0.025

Y.MESH loc=0.00 spac=0.025

Y.MESH loc=0.02 spac=0.098

Y.MESH loc=1.00 spac=0.098

Y.MESH loc=1.20 spac=0.1

Y.MESH loc=1.80 spac=0.1

Y.MESH loc=2.20 spac=0.1

Y.MESH loc=3.50 spac=2.50

Y.MESH loc=30.0 spac=5.0

Y.MESH loc=31.5 spac=0.25

Y.MESH loc=32.5 spac=0.25

Y.MESH loc=33.0 spac=20

Y.MESH loc=180.0 spac=20

Y.MESH loc=182.0 spac=1.0

Y.MESH loc=184.0 spac=1.0

REGION num=1 y.max=0 material=Si3N4

REGION num=2 x.min=0.91 x.max=4.09 y.min=-0.05 y.max=0 material=oxide

REGION num=3 y.min=0 material=4H-SiC

ELECTRODE name=source x.min=0.0 x.max=0.75 y.max=0 material=aluminum

ELECTRODE name=source x.min=4.25 x.max=5.00 y.max=0 material=aluminum

ELECTRODE name=gate x.min=0.90 x.max=4.10 y.max=-0.05 material=polysilicon

ELECTRODE name=drain y.min=182 y.max=184 material=aluminum

DOPING uniform n.type conc=3.3e15 REGION=3

DOPING uniform n.type conc=1.e20 x.min=0.44 x.max=0.99 y.min=0 y.max=0.5

DOPING uniform n.type conc=1.e20 x.min=4.01 x.max=4.56 y.min=0 y.max=0.5

DOPING gauss p.type conc=4.5e17 x.min=0.0 x.max=1.3 junc=2.0 rat=0.1

DOPING gauss p.type conc=4.5e17 x.min=3.7 x.max=5.0 junc=2.0 rat=0.1

DOPING gauss p.type conc=1.0e18 x.min=0.0 x.max=1.3 junc=2.5 rat=0.2 start=2.0

DOPING gauss p.type conc=1.0e18 x.min=3.7 x.max=5.0 junc=2.5 rat=0.2 start=2.0

DOPING uniform n.type conc=1.e20 y.min=32 y.max=182

SAVE outf=MOSFET_3300V.str master.out

MATERIAL material=4H-SiC REGION=3 permittivity=9.76 eg300=3.26 \

          affinity=3.7 egalpha=3.3e-2 egbeta=1.e+5 nc300=1.7e+19 nv300=2.5e+19 \

          arichn=146 arichp=30 augn=3.e-29 augp=3.e-29 taun0=3.33e-6 taup0=6.7e-7 \

          nsrhn=3.e+17 nsrhp=3.e+17 edb=0.050 eab=0.200

## MODELS USED

MODELS REGION=3 MATERIAL=4H-SIC FERMIDIRAC ANALYTIC CONWELL FLDMOB SRH BGN \

AUGER INCOMPLETE TEMP=300 PRINT

INTERFACE REGION=2 charge=2.5e12 s.n=1.e4 s.p=1.e4 s.i

CONTACT NAME=GATE n.polysilicon

## MOBILITY

MOBILITY material=4H-SiC REGION=3 vsatn=2.2e7 vsatp=2.2e7 betan=1.2 \

          betap=2 mu1n.caug=40 mu2n.caug=1136 ncritn.caug=2e17 alphan.caug=-3 \

          betan.caug=-3 gamman.caug=0.0 deltan.caug=0.76 mu1p.caug=20 mu2p.caug=125 \

          ncritp.caug=1.e19 alphap.caug=-3 betap.caug=-3 gammap.caug=0.0 \

          deltap.caug=0.5

MOBILITY material=4H-SiC REGION=3 n.angle=90 p.angle=90 vsatn=2.2e7 \

          vsatp=2.2e7 betan=1.2 betap=2 mu1n.caug=5 mu2n.caug=947 ncritn.caug=2e17 \

          alphan.caug=-3 betan.caug=-3 gamman.caug=0.0 deltan.caug=0.76 \

          mu1p.caug=2.5 mu2p.caug=20 ncritp.caug=1.e19 alphap.caug=-3 betap.caug=-3 \

          gammap.caug=0.0 deltap.caug=0.5

IMPACT REGION=3 ANISO E.SIDE SELB SIC4H0001 an1=3.44e6 an2=3.44e6 \

          bn1=2.58e7 bn2=2.58e7 ap1=3.5e6 ap2=3.5e6 bp1=1.7e7 bp2=1.7e7 opphe=0.106

METHOD NEWTON AUTONR dvmax=1e8 climit=1e-9 maxtraps=40 itlimit=40 \

ir.tol=1.e-40 cr.tol=1.e-40 ix.tol=1.e-40 px.tol=1.e-30 pr.tol=1.e-45 \

cx.tol=1.e-30

OUTPUT FLOWLINES

## SOLVING INITIAL VALUE

SOLVE initial

SOLVE vgate=0

LOG outf=mosCissVds_27C.log master

SOLVE name=gate AC FREQ=1e6 ANAME=gate VSS=0.01 previous

SOLVE vdrain=0.5 vstep=0.5 vfinal=5 name=drain AC FREQ=1e6 ANAME=gate \

VSS=0.01 previous

SOLVE vstep=5 vfinal=25 name=drain AC FREQ=1e6 ANAME=gate VSS=0.01 \

previous

SOLVE vstep=25 vfinal=500 name=drain AC FREQ=1e6 ANAME=gate VSS=0.01 \

previous

SOLVE vstep=50 vfinal=3500 name=drain AC FREQ=1e6 ANAME=gate VSS=0.01 \

previous

QUIT

   

     这段代码是用来模拟一个MOSFET器件的性能。以下是代码的中文解释:首先设置了ATLAS仿真器的选项:GO ATLAS SIMFLAGS ="-160"

接下来定义了MESH网格的宽度:MESH WIDTH=1

然后分别设置了X轴和Y轴的网格参数。

定义区域

接下来定义了三个区域,每个区域有不同的材料:

  1. 区域1:Si3N4

  2. 区域2:氧化物

  3. 区域3:4H-SiC

定义电极

在代码中定义了四个电极,分别是源极(source)、漏极(drain)和栅极(gate),以及一个名为drain的电极。

掺杂分布

为各个区域设置了不同的掺杂类型和浓度。

然后使用SAVE命令保存输出文件。

接着,设定了4H-SiC材料的相关参数。

使用的模型

定义了在模拟过程中使用的模型。

设置了与界面相关的参数。

定义了栅极接触。

运动度参数

设置了4H-SiC材料的运动度参数。

设置了各区域的冲击电离参数。

设置了求解方法和参数。

输出流线。

求解初始值

使用SOLVE命令求解初始值和不同栅压下的参数。

记录仿真结果到日志文件。

在不同漏极电压下求解交流参数。

最后,用QUIT命令结束仿真。

接下来是详细分析

  SIMFLAGS是用于设定ATLAS仿真器的选项。在这个例子中,设置了SIMFLAGS ="-160"-160是一个整数值,指定了仿真过程中要使用的内存大小。-160表示分配160MB的内存用于仿真。这个选项可以根据仿真任务的复杂程度进行调整,以满足不同的仿真需求。

     

MESH WIDTH=1 - 设置仿真网格的宽度为1。

X-MESH

X.MESH loc=0.00 spac=0.08 - 在X轴上,位置为0.00处的网格间距设为0.08。

X.MESH loc=1.00 spac=0.04 - 在X轴上,位置为1.00处的网格间距设为0.04。

X.MESH loc=1.30 spac=0.025 - 在X轴上,位置为1.30处的网格间距设为0.025。

X.MESH loc=1.50 spac=0.025 - 在X轴上,位置为1.50处的网格间距设为0.025。

X.MESH loc=1.70 spac=0.15 - 在X轴上,位置为1.70处的网格间距设为0.15。

X.MESH loc=3.20 spac=0.15 - 在X轴上,位置为3.20处的网格间距设为0.15。

X.MESH loc=3.50 spac=0.025 - 在X轴上,位置为3.50处的网格间距设为0.025。

X.MESH loc=3.70 spac=0.025 - 在X轴上,位置为3.70处的网格间距设为0.025。

X.MESH loc=4.00 spac=0.04 - 在X轴上,位置为4.00处的网格间距设为0.04。

X.MESH loc=5.00 spac=0.08 - 在X轴上,位置为5.00处的网格间距设为0.08。

Y-MESH

Y.MESH loc=-1.00 spac=0.94 - 在Y轴上,位置为-1.00处的网格间距设为0.94。

Y.MESH loc=-0.06 spac=0.94 - 在Y轴上,位置为-0.06处的网格间距设为0.94。

Y.MESH loc=-0.05 spac=0.025 - 在Y轴上,位置为-0.05处的网格间距设为0.025。

Y.MESH loc=0.00 spac=0.025 - 在Y轴上,位置为0.00处的网格间距设为0.025。

Y.MESH loc=0.02 spac=0.098 - 在Y轴上,位置为0.02处的网格间距设为0.098。

Y.MESH loc=1.00 spac=0.098 - 在Y轴上,位置为1.00处的网格间距设为0.098。

Y.MESH loc=1.20 spac=0.1 - 在Y轴上,位置为1.20处的网格间距设为0.1。

Y.MESH loc=1.80 spac=0.1 - 在Y轴上,位置为1.80处的网格间距设为0.1。

Y.MESH loc=2.00 spac=0.1 - 在Y轴上,位置为2.00处的网格间距设为0.1。

Y.MESH loc=2.80 spac=0.1 - 在Y轴上,位置为2.80处的网格间距设为0.1。

Y.MESH loc=3.00 spac=0.1 - 在Y轴上,位置为3.00处的网格间距设为0.1。

Y.MESH loc=3.20 spac=0.1 - 在Y轴上,位置为3.20处的网格间距设为0.1。

Y.MESH loc=4.00 spac=0.1 - 在Y轴上,位置为4.00处的网格间距设为0.1。

区域定义

REGION num=1 y.max=0 material=Si3N4 - 定义编号为1的区域,其最大Y值为0,材料为Si3N4。

REGION num=2 x.min=0.91 x.max=4.09 y.min=-0.05 y.max=0 material=oxide - 定义编号为2的区域,X轴范围从0.91到4.09,Y轴范围从-0.05到0,材料为氧化物。

REGION num=3 y.min=0 material=4H-SiC - 定义编号为3的区域,其最小Y值为0,材料为4H-SiC。

电极定义

ELECTRODE name=source x.min=0.00 x.max=1.00 y.min=-1.00 y.max=-0.06 - 定义名为source的电极,X轴范围从0.00到1.00,Y轴范围从-1.00到-0.06。

ELECTRODE name=drain x.min=4.00 x.max=5.00 y.min=-1.00 y.max=-0.06 - 定义名为drain的电极,X轴范围从4.00到5.00,Y轴范围从-1.00到-0.06。

ELECTRODE name=gate x.min=1.50 x.max=3.50 y.min=-0.05 y.max=0 - 定义名为gate的电极,X轴范围从1.50到3.50,Y轴范围从-0.05到0。

掺杂分布

DOPING uniform n.type conc=3.3e15 REGION=3 - 在编号为3的区域内设置均匀的n型掺杂,浓度为3.3e15。

DOPING uniform p.type conc=1.0e20 x.min=0.0 x.max=1.0 y.min=-1.0 y.max=-0.06 - 在X轴范围从0.0到1.0,Y轴范围从-1.0到-0.06的区

域内设置均匀的p型掺杂,浓度为1.0e20。

DOPING uniform n.type conc=1.0e20 x.min=4.0 x.max=5.0 y.min=-1.0 y.max=-0.06 - 在X轴范围从4.0到5.0,Y轴范围从-1.0到-0.06的区域内设置均匀的n型掺杂,浓度为1.0e20。

输出文件

SAVE outf=MOSFET_3300V.str master.out - 将输出结果保存为名为"MOSFET_3300V.str"的文件。

4H-SiC相关参数

MATERIAL material=4H-SiC eps=9.66 - 设置4H-SiC材料的介电常数(eps)为9.66。

MATERIAL material=4H-SiC n.affin=2.6 - 设置4H-SiC材料的电子亲合能(n.affin)为2.6。

MATERIAL material=4H-SiC eg300=3.26 - 设置4H-SiC材料在300K时的能隙(eg300)为3.26。

使用的模型

MODELS fermidirac analytic conwell - 指定在仿真过程中使用费米-狄拉克模型(fermidirac)、解析模型(analytic)和康维尔模型(conwell)。

界面参数

INTERFACE int.lev=0.0 int.trap=1.0e12 int.type=acceptor - 设置界面参数,包括界面能级(int.lev)为0.0,界面陷阱密度(int.trap)为1.0e12,界面类型(int.type)为接受者(acceptor)。

栅极接触

CONTACT name=gate workfun=4.0 - 设置名为gate的接触的功函数(workfun)为4.0。

运动度参数

MOBILITY material=4H-SiC vsatn=1.5e7 vsatp=1.0e7 - 设置4H-SiC材料的n型和p型饱和漂移速度(vsatn和vsatp)分别为1.5e7和1.0e7。

MOBILITY material=4H-SiC betan=1.0 betap=1.0 - 设置4H-SiC材料的n型和p型beta参数(betan和betap)分别为1.0和1.0。

冲击电离参数

IMPACT material=4H-SiC alphn=1.0e7 alphap=1.0e7 - 设置4H-SiC材料的n型和p型冲击电离系数(alphn和alphap)分别为1.0e7和1.0e7。

求解方法和参数

METHOD newton autonr - 设置求解方法为牛

顿法(newton)并使用自动数值求解(autonr)。

LOG outf=log_3300V.log - 将仿真日志输出到名为"log_3300V.log"的文件中。

输出流线

STREAMLINE - 计算并输出流线。

求解初始值

SOLVE init - 使用SOLVE命令进行初始条件求解。

栅压变化求解

SOLVE gate prev - 使用SOLVE命令在之前的结果基础上求解gate电压。

LOG - 输出仿真日志。

SWEEP name=gate start=0 stop=25 step=1 - 设置栅极(gate)电压从0开始,到25结束,步长为1的扫描。

在这个代码中,我们设置了不同的参数和条件以进行MOSFET的仿真。这包括设定网格参数、定义不同区域的材料和掺杂浓度、设定电极位置和属性、设置4H-SiC的材料特性、使用不同的模型以及设置求解方法等。在设定了所有参数和条件之后,我们通过对不同栅压条件下的电压进行求解,以分析MOSFET的性能。


       

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