实验报告1(二极管器件仿真)

学生实验报告

P

N

（二）程序设计

（1）用atlas语句生成一维二极管结构：

go atlas

#调用atlas仿真器

mesh

#网格mesh初始化

x.m l=0.0 spac=1.0

x.m l=1.0 spac=1.0

#定义x方向网络信息

y.m l=0 spac=1.0

y.m l=5 spac=0.005

y.m l=15 spac=2

#定义y方向网格信息

图一定义网格

region num=1 silicon

#定义区域1，材料为硅

图二定义材料为硅

electrode top name=cathode

#定义top电极为阴极，名称为cathode

electrode bottom name=anode

#定义bottom电极为阳极，名称为anode

图三定义电极

doping uniform conc=5e17 p.type

#定义p区掺杂浓度，设为均匀掺杂

图四P区掺杂

doping uniform n.type conc=1.e20 x.l=0. x.r=1 y.t=0.0 y.b=5.0 #定义n区掺杂浓度与所在空间范围

图五N区、P区皆掺杂

save outf=diodeex02_0.str

#存储结构信息

（2）为击穿仿真设置模型

models srh conmob bgn auger fldmob

#击穿仿真设置模型

impact crowell

#激活crowell模型

（3）曲线追踪参数的设置

solve init

#解初始化

solve vcathode=0.1

#设置要进行曲线追踪的电极

method newton trap maxtrap=10 climit=1e-4

#设置数值方法

（4）反向电压曲线追踪仿真

log outf=diodeex02.log

#设置输出文件

solve vcathode=0.25 vstep=0.25 vfinal=10 name=cathode #阴极电压从0.25V加到10V，步长0.25V

tonyplot diodeex02.log

tonyplot diodeex02_0.str

# 绘图语句

（三）器件结构与杂质分布

（1）表1 不同P区浓度下器件结构和输出曲线（N区浓度1 x1020 cm-3）

浓

器件结构与杂质分布输出曲线度

cm-3

5 x

1017

10 x

1018

1 x

1017

（2）表2 不同N区浓度下器件结构和输出曲线（P区浓度5 x1017 cm-3）

浓

器件结构与杂质分布输出曲线度

cm-3

1 x

1020

3x

1020

1 x

1022

五、实验结论与分析

在本次实验中，通过绘制二极管基本结构这个案例，了解Silvaco TCAD器件仿真软件的使用，认识到器件仿真的设计流程与器件仿真器Atlas语法规则，通过绘制出电学特性图复习到二极管结构参数变化对电流电压特性的影响。