利用chatgpt4.0分析silvaco MOSFET電流特性器件仿真代碼!粘貼復制可用?。?!
? ? ? ?這是一個用于模擬MOSFET的代碼,該代碼定義了模擬器的參數(shù)和模擬器的物理模型,以及要模擬的結(jié)構(gòu)的幾何形狀。該代碼使用ATLAS模擬器進行模擬,同時指定了模擬器的一些參數(shù),如模擬器標志和網(wǎng)格寬度。該代碼還定義了幾個區(qū)域,分別為4H-SiC、氧化物和Si3N4。此外,該代碼還定義了源、柵和漏極電極,并定義了摻雜分布,包括均勻摻雜和高斯摻雜。最后,該代碼還定義了模擬器使用的一些模型,例如遷移率、載流子輸運和電荷輸運模型。(關(guān)注并私信我可直接獲得代碼)
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
? ?
? ? ?這段代碼是用來模擬一個MOSFET器件的性能。以下是代碼的中文解釋:首先設(shè)置了ATLAS仿真器的選項:GO ATLAS SIMFLAGS ="-160"
接下來定義了MESH網(wǎng)格的寬度:MESH WIDTH=1
然后分別設(shè)置了X軸和Y軸的網(wǎng)格參數(shù)。
定義區(qū)域
接下來定義了三個區(qū)域,每個區(qū)域有不同的材料:
區(qū)域1:Si3N4
區(qū)域2:氧化物
區(qū)域3:4H-SiC
定義電極
在代碼中定義了四個電極,分別是源極(source)、漏極(drain)和柵極(gate),以及一個名為drain的電極。
摻雜分布
為各個區(qū)域設(shè)置了不同的摻雜類型和濃度。
然后使用SAVE命令保存輸出文件。
接著,設(shè)定了4H-SiC材料的相關(guān)參數(shù)。
使用的模型
定義了在模擬過程中使用的模型。
設(shè)置了與界面相關(guān)的參數(shù)。
定義了柵極接觸。
運動度參數(shù)
設(shè)置了4H-SiC材料的運動度參數(shù)。
設(shè)置了各區(qū)域的沖擊電離參數(shù)。
設(shè)置了求解方法和參數(shù)。
輸出流線。
求解初始值
使用SOLVE命令求解初始值和不同柵壓下的參數(shù)。
記錄仿真結(jié)果到日志文件。
在不同漏極電壓下求解交流參數(shù)。
最后,用QUIT命令結(jié)束仿真。
接下來是詳細分析
? SIMFLAGS
是用于設(shè)定ATLAS仿真器的選項。在這個例子中,設(shè)置了SIMFLAGS ="-160"
。-160
是一個整數(shù)值,指定了仿真過程中要使用的內(nèi)存大小。-160
表示分配160MB的內(nèi)存用于仿真。這個選項可以根據(jù)仿真任務(wù)的復雜程度進行調(diào)整,以滿足不同的仿真需求。
? ? ?
MESH WIDTH=1
- 設(shè)置仿真網(wǎng)格的寬度為1。
X-MESH
X.MESH loc=0.00 spac=0.08
- 在X軸上,位置為0.00處的網(wǎng)格間距設(shè)為0.08。
X.MESH loc=1.00 spac=0.04
- 在X軸上,位置為1.00處的網(wǎng)格間距設(shè)為0.04。
X.MESH loc=1.30 spac=0.025
- 在X軸上,位置為1.30處的網(wǎng)格間距設(shè)為0.025。
X.MESH loc=1.50 spac=0.025
- 在X軸上,位置為1.50處的網(wǎng)格間距設(shè)為0.025。
X.MESH loc=1.70 spac=0.15
- 在X軸上,位置為1.70處的網(wǎng)格間距設(shè)為0.15。
X.MESH loc=3.20 spac=0.15
- 在X軸上,位置為3.20處的網(wǎng)格間距設(shè)為0.15。
X.MESH loc=3.50 spac=0.025
- 在X軸上,位置為3.50處的網(wǎng)格間距設(shè)為0.025。
X.MESH loc=3.70 spac=0.025
- 在X軸上,位置為3.70處的網(wǎng)格間距設(shè)為0.025。
X.MESH loc=4.00 spac=0.04
- 在X軸上,位置為4.00處的網(wǎng)格間距設(shè)為0.04。
X.MESH loc=5.00 spac=0.08
- 在X軸上,位置為5.00處的網(wǎng)格間距設(shè)為0.08。
Y-MESH
Y.MESH loc=-1.00 spac=0.94
- 在Y軸上,位置為-1.00處的網(wǎng)格間距設(shè)為0.94。
Y.MESH loc=-0.06 spac=0.94
- 在Y軸上,位置為-0.06處的網(wǎng)格間距設(shè)為0.94。
Y.MESH loc=-0.05 spac=0.025
- 在Y軸上,位置為-0.05處的網(wǎng)格間距設(shè)為0.025。
Y.MESH loc=0.00 spac=0.025
- 在Y軸上,位置為0.00處的網(wǎng)格間距設(shè)為0.025。
Y.MESH loc=0.02 spac=0.098
- 在Y軸上,位置為0.02處的網(wǎng)格間距設(shè)為0.098。
Y.MESH loc=1.00 spac=0.098
- 在Y軸上,位置為1.00處的網(wǎng)格間距設(shè)為0.098。
Y.MESH loc=1.20 spac=0.1
- 在Y軸上,位置為1.20處的網(wǎng)格間距設(shè)為0.1。
Y.MESH loc=1.80 spac=0.1
- 在Y軸上,位置為1.80處的網(wǎng)格間距設(shè)為0.1。
Y.MESH loc=2.00 spac=0.1
- 在Y軸上,位置為2.00處的網(wǎng)格間距設(shè)為0.1。
Y.MESH loc=2.80 spac=0.1
- 在Y軸上,位置為2.80處的網(wǎng)格間距設(shè)為0.1。
Y.MESH loc=3.00 spac=0.1
- 在Y軸上,位置為3.00處的網(wǎng)格間距設(shè)為0.1。
Y.MESH loc=3.20 spac=0.1
- 在Y軸上,位置為3.20處的網(wǎng)格間距設(shè)為0.1。
Y.MESH loc=4.00 spac=0.1
- 在Y軸上,位置為4.00處的網(wǎng)格間距設(shè)為0.1。
區(qū)域定義
REGION num=1 y.max=0 material=Si3N4
- 定義編號為1的區(qū)域,其最大Y值為0,材料為Si3N4。
REGION num=2 x.min=0.91 x.max=4.09 y.min=-0.05 y.max=0 material=oxide
- 定義編號為2的區(qū)域,X軸范圍從0.91到4.09,Y軸范圍從-0.05到0,材料為氧化物。
REGION num=3 y.min=0 material=4H-SiC
- 定義編號為3的區(qū)域,其最小Y值為0,材料為4H-SiC。
電極定義
ELECTRODE name=source x.min=0.00 x.max=1.00 y.min=-1.00 y.max=-0.06
- 定義名為source的電極,X軸范圍從0.00到1.00,Y軸范圍從-1.00到-0.06。
ELECTRODE name=drain x.min=4.00 x.max=5.00 y.min=-1.00 y.max=-0.06
- 定義名為drain的電極,X軸范圍從4.00到5.00,Y軸范圍從-1.00到-0.06。
ELECTRODE name=gate x.min=1.50 x.max=3.50 y.min=-0.05 y.max=0
- 定義名為gate的電極,X軸范圍從1.50到3.50,Y軸范圍從-0.05到0。
摻雜分布
DOPING uniform n.type conc=3.3e15 REGION=3
- 在編號為3的區(qū)域內(nèi)設(shè)置均勻的n型摻雜,濃度為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軸范圍從0.0到1.0,Y軸范圍從-1.0到-0.06的區(qū)
域內(nèi)設(shè)置均勻的p型摻雜,濃度為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軸范圍從4.0到5.0,Y軸范圍從-1.0到-0.06的區(qū)域內(nèi)設(shè)置均勻的n型摻雜,濃度為1.0e20。
輸出文件
SAVE outf=MOSFET_3300V.str master.out
- 將輸出結(jié)果保存為名為"MOSFET_3300V.str"的文件。
4H-SiC相關(guān)參數(shù)
MATERIAL material=4H-SiC eps=9.66
- 設(shè)置4H-SiC材料的介電常數(shù)(eps)為9.66。
MATERIAL material=4H-SiC n.affin=2.6
- 設(shè)置4H-SiC材料的電子親合能(n.affin)為2.6。
MATERIAL material=4H-SiC eg300=3.26
- 設(shè)置4H-SiC材料在300K時的能隙(eg300)為3.26。
使用的模型
MODELS fermidirac analytic conwell
- 指定在仿真過程中使用費米-狄拉克模型(fermidirac)、解析模型(analytic)和康維爾模型(conwell)。
界面參數(shù)
INTERFACE int.lev=0.0 int.trap=1.0e12 int.type=acceptor
- 設(shè)置界面參數(shù),包括界面能級(int.lev)為0.0,界面陷阱密度(int.trap)為1.0e12,界面類型(int.type)為接受者(acceptor)。
柵極接觸
CONTACT name=gate workfun=4.0
- 設(shè)置名為gate的接觸的功函數(shù)(workfun)為4.0。
運動度參數(shù)
MOBILITY material=4H-SiC vsatn=1.5e7 vsatp=1.0e7
- 設(shè)置4H-SiC材料的n型和p型飽和漂移速度(vsatn和vsatp)分別為1.5e7和1.0e7。
MOBILITY material=4H-SiC betan=1.0 betap=1.0
- 設(shè)置4H-SiC材料的n型和p型beta參數(shù)(betan和betap)分別為1.0和1.0。
沖擊電離參數(shù)
IMPACT material=4H-SiC alphn=1.0e7 alphap=1.0e7
- 設(shè)置4H-SiC材料的n型和p型沖擊電離系數(shù)(alphn和alphap)分別為1.0e7和1.0e7。
求解方法和參數(shù)
METHOD newton autonr
- 設(shè)置求解方法為牛
頓法(newton)并使用自動數(shù)值求解(autonr)。
LOG outf=log_3300V.log
- 將仿真日志輸出到名為"log_3300V.log"的文件中。
輸出流線
STREAMLINE
- 計算并輸出流線。
求解初始值
SOLVE init
- 使用SOLVE命令進行初始條件求解。
柵壓變化求解
SOLVE gate prev
- 使用SOLVE命令在之前的結(jié)果基礎(chǔ)上求解gate電壓。
LOG
- 輸出仿真日志。
SWEEP name=gate start=0 stop=25 step=1
- 設(shè)置柵極(gate)電壓從0開始,到25結(jié)束,步長為1的掃描。
在這個代碼中,我們設(shè)置了不同的參數(shù)和條件以進行MOSFET的仿真。這包括設(shè)定網(wǎng)格參數(shù)、定義不同區(qū)域的材料和摻雜濃度、設(shè)定電極位置和屬性、設(shè)置4H-SiC的材料特性、使用不同的模型以及設(shè)置求解方法等。在設(shè)定了所有參數(shù)和條件之后,我們通過對不同柵壓條件下的電壓進行求解,以分析MOSFET的性能。
? ? ? ?