ідного сигналу.
Для цих цілей створюється макет, що представляє собою аналітичне наближення профілів чисельно розрахованої структури. Макет будується зі спрощенням структури і завданням грубої розрахункової сітки.
За допомогою макета можлива швидка оптимізація структури, що складається в переборі різних параметрів приладу для максималізації величини модуляції вихідного сигналу.
Надалі застосування отриманих параметрів знаходить в чисельному моделюванні, що дає реальні параметри техпроцесу.
Рис. 2.6. Етапи проектування
При моделюванні була отримана залежність модуляції від температури і часу накопичення і зв'язок модуляції з реальними параметрами техпроцесу.
. 4 Теоретичні моделі
Дифузійно-дрейфова модель використовується для моделювання переносу носіїв в напівпровідниках при невеликих відхиленнях від термодинамічної рівноваги і при досить великих розмірах структури. Рішення рівняння Пуассона дає розподіл електростатичного потенціалу. Рівняння Пуассона дається виразом:
де:
- діелектрична проникність,
- елементарний заряд електрона,
є концентраціями електронів і дірок відповідно,
- концентрація іонізованих донорів,
- концентрація іонізованих акцепторів,
- є щільністю заряду пасток.
Поряд з рівнянням Пуассона вирішуються рівняння безперервності:
де:
- темп рекомбінації-генерації,
- щільність електронного струму,
- щільність діркового струму.
Густині струмів згідно дифузійно-дрейфова моделі мають вигляд:
- коефіцієнти дифузії електронів і дірок,
- рухливості електронів і дірок,
E - напруженість електричного поля.
У розрахунку був використаний механізм рекомбінації-генерації Шоклі-Ріда-Холла:
де концентрація рівноважних електронів (дірок) у власному напівпровіднику.
характеристичні часи, що визначаються коефіцієнтами захоплення нерівноважних електронів і дірок пастками з концентрацією N t.
Поглинання оптичного пучка в середовищі Sentaurus Device відбувається за законом Бугера-Ламберта-Бера:
- інтенсивність вхідного пучка,
тольщіной шару речовини,
показник поглинання.
Модель поглинання оптичного пучка використовує вираз для генерації:
де t - час,
функція зміни пучка з часом.
z 0 - координата поверхні напівпровідника,
неоднорідний коефіцієнт поглинання по осі z.
. 5 Технологічне моделювання
Для отримання профілю домішки необхідно провести чисельне моделювання технологічних процесів за допомогою Sentaurus Process на основі даних з реального технологічного процесу виготовлення експериментального зразка.
Технологічний процес складається з основних етапів:
. Зростання оксиду.
. Осадження нітриду.
. Іонна імплантація домішки.
. Дифузія домішки.
. Осадження полікремнію.
У результаті проведення чисельного моделювання були отримані одномірні профілі домішки, за якими будувалися макети. Код процесу в додатку А. На основі профілів домішки, отриманих при технологічному моделюванні будуються макети профілів домішки.
. 6 Результати моделювання
. 6.1 Побудова КФР для прямой і зворотної засвічення
У даному пункті показаний процес побудови КФР. На рис 2.8. наведено двомірні розподілу концентрацій електронів для перетину матриці в напрямку рядків для довжини хвилі вхідного випромінювання 535 нм. На рис.2.7. наведена схема розташування двовимірних розподілів з урахуванням часу засвічення. Довжина елемента уздовж рядка - 12 мкм. Засвітка матриці виробляється із зворотного боку витонченою до 30 мкм підкладки. Представлені результати вперше на практиці демонструють можливість побудови КФР за допомогою двовимірного приладно-технологічного моделювання. Наведено розподілу електронів для фотоприймальний матриці при зворотній і фронтальною засветке, використані ...
