Моделювання електричних характеристик і параметрів польових транзисторів також ґрунтується на цілому ряді спрощень. Все це, у свою чергу, дуже негативно відбивається на якості розрахунків. Методичне вказівку, крім згаданого вище, містить опис технології виготовлення транзисторів.
Усі розглянуті методичні вказівки спрямовані, як правило, на отримання студентами навичок розрахунку процесів, що протікають в напівпровідникових приладах. При цьому розрахунок здійснюється на основі аналітичних формул, в яких був застосований ряд спрощень. Крім того, через складність розрахунку не враховувалися ефекти, які роблять сильний вплив на параметри приладів. Все це призводить до двох головних недоліків таких розрахунків - це недостатня точність розрахунку і великі витрати часу, що в підсумку призводить до невиправданих витрат людських і матеріальних ресурсів. Розрахунок приладів на більшості серйозних промислових підприємствах здійснюється з використанням програм чисельного моделювання. Таким чином, однією з необхідних умов конкурентноздатності випускників є вимога наявності навичок у проектуванні напівпровідникових елементів з використанням подібних технологій. Однією з таких програм є закуплений РГРТА пакет програм чисельного моделювання напівпровідникових приладів MicroTec. Він призначений, в основному, для використання в процесі навчання студентів, а також для роботи викладацького складу.
Метою цієї роботи є дослідження цього пакета з метою його адаптації для курсового проектування з курсу «Твердотільна електроніка». Необхідність дослідження була викликана коротким і не повним керівництвом по роботі з пакетом. Для роботи необхідно добре знання технології виготовлення напівпровідникових приладів. У теж час, через недосконалість навчальних планів, знань з технології в потрібному обсязі до часу курсового проектування студенти не отримують. Тому використання пакета в курсовому проектуванні без адаптованого керівництва не представлялося можливим.
У ході виконання роботи будуть відтворені і описані цикли створення діода на pn переході, біполярного і МОП-транзистора. Планується провести порівняльний аналіз результатів отриманих з використанням аналітичних методів розрахунку і при моделюванні приладу в MicroTec.
2. Дослідження пакету програм MicroTec
У 2004 році факультет електроніки РГРТА придбав пакт програм MicroTec. Він дозволяє здійснювати двовимірне моделювання, що включає імплантацію, дифузію, окислення і 2D моделювання готових елементів, таких як МОП-транзистор, польовий транзистор з pn переходом, біполярний транзистор, діод Шотткі, а так само фоточутливих та ін. Елементів.
Структурно, пакет розділений на 4 окремих програми, об'єднані єдиним інтерфейсом, кожна з яких виконує певну функцію:
) программа SiDif призначена для розрахунку двовимірного розподілу домішки в елементах ІС в процесі виготовлення.
) програма MergIC - забезпечує взаємодію між програмою моделювання процесів SiDif і програмою моделювання пристроїв SemSim.
) програма SemSim призначена для двовимірного моделювання напівпровідникових приладів (повний список модельованих розподілів представлений в табл. 2.1).
4) програма Batch mode призначена для об'єднаного моделі-вання. У цьому режимі можна запустити кілька завдань використовуючи раз-особисті кошти, наприклад, запустити процес моделювання структури елемента, а потім, використовуючи SemSim процес моделювання різних вольт-амперних характеристик для отриманого елемента.
Таким чином, послідовність розрахунку приладів можна представити у вигляді блок - схеми (рис. 2.1).
Таблиця 2.1. Список модельованих SemSim розподілів
ОбозначеніеРасшіфровка обозначеніяElectrostatic potentialЕлектростатіческій потенціалElectron concentrationКонцентрація електроновHole concentrationКонцентрація дирокIntrinsic concentrationСобственная концентраціяDoping concentrationКонцентрація легуючих прімесейX-current densityПлотность струму по осі x Y-current densityПлотность струму по осі y X-electric fieldНапряженность електричного поля по осі x Y-electric fieldНапряженность електричного поля по осі y Net space charge densityПлотность просторового зарядаImpact ionization rateІнтенсівность ударної іонізацііElectron X-current densityПлотность електронного струму по осі x Electron Y-current densityПлотность електронного струму по осі y Electron diffusion X-current densityПлотность струму дифузії електронів по осі x Electron diffusion Y-current densityПлотность струму дифузії електронів...
