Моделирование полупроводниковых систем и устройств.

Введение 4
1 Теоретические основы моделирования полупроводниковых систем и устройств 7
1.1 Моделирование поверхности отклика 9
1.2 Общие сведения о полупроводниковых устройствах 17
1.3 Модели полупроводниковых устройств 28
1.3.1 Математические модели полевых транзисторов 33
1.3.2 Дифференциальные параметры полевых транзисторов 41
2. Обзор существующих решений для моделирования полупроводниковых систем и устройств 43
2.1. Возможности использования TCAD при моделировании 47
2.2. Возможности использования Comsol для моделирования полупроводниковых систем и устройств 49
3. Разработка модели LED GaAs в Comsol и оценка ее эффективности 54
3.1 Разработка модели Mosfit, визуализация его свойств 62
3.2 Моделирование Si-резонатора 67
Заключение 72
Список использованных источников 76

Весь текст будет доступен после покупки

Актуальность данной работы: широкое применение полупроводниковых приборов в радиоэлектронных устройствах требует разработки инженерных методов проектирования радиоэлектронных схем на этих приборах и систематизации накопленного в разработке аппаратуры опыта. В то же время большая часть выпущенной до настоящего времени литературы посвящена общим вопросам теории и применения полупроводниковых систем и поэтому в большинстве случаев не может быть непосредственно использована при проектировании.
Полупроводниковые диоды — это одни из самых распространенных и важных на сегодняшний день электронных компонентов. Полупроводниковые диоды играют ключевую роль во многих устройствах и системах, от электроники повседневного использования до высокотехнологичных промышленных приложений. Полупроводниковые диоды основаны на явлении, называемом "диодным эффектом". Полупроводниковые диоды состоят из двух различных типов полупроводников, обычно кремния или германия, соединенных вместе.

Весь текст будет доступен после покупки

1 Теоретические основы моделирования полупроводниковых систем и устройств

Современный цикл разработки полупроводниковых устройств представляет собой петлю из трех шагов:
1) Изменение параметров полупроводника и геометрии устройства;
2) Создание тестовых образцов;
3) Измерение характеристик тестовых образцов.
Значительную часть времени занимает второй пункт. А если учесть, что любое, даже самое маленькое изменение параметров устройства требует создание нового тестового образца, легко понять, что отказ от этого подхода может значительно сэкономить время и деньги.
Использование программного обеспечения позволяющего моделировать полупроводниковые устройства позволит отказаться от значительной части затрат на создание тестовых образцов, обращаясь к ним лишь при итоговой проверке результатов, а остальное время проводить исследования используя компьютерную симуляцию.
Из-за высоких затрат и длительного производственного цикла моделирование, симуляция и оптимизация или просто TCAD являются быстроразвивающейся основой микро- и наноэлектроники. Анализ предполагает разделение всего на составные части: их характеристику и суждение, а также исследование элементов системы и отношений между ними для понимания. Моделирование — это имитационное представление работы системы или процесса через действие других систем или исследовательскую задачу без экспериментирования. Если анализ может быть точным в отношении моделирования, мы принимаем идею аппроксимации. Моделирование — это создание представления или моделирования проблемы, процесса или устройства с описанием или аналогиями, помогающими визуализировать те аспекты, которые невозможно наблюдать напрямую. Моделирование – это необходимость анализа, симуляции и оптимизации конструкции. Модель для чистого моделирования, например модель, полученная путем аппроксимации кривых, обычно намного проще, чем модель для анализа, которая должна качественно отражать физические аспекты. Примером может служить применение метода Монте-Карло, который эквивалентен созданию имитационного представления функционирования системы.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Ewers, B. Ionization of coherent excitons by strong terahertz fields / B. Ewers // Phys. Rev. Condens. Matter Mater. Phys. – 2012. Vol. 85. – P. 1–5.
2. Dhillon, S. S. The 2017 terahertz science and technology roadmap / S. S. Dhillon // J. Phys. D. Appl. Phys. – 2017. – Vol. 50. – P. 43-51.
3. Irizawa, A. Terahertz as a Frontier Area for Science and Technology / A. Irizawa // Condens. Matter. – 2021. – Vol. 6. – P. 23
4. Fulop, J. A. Laser-Driven Strong-Field Terahertz Sources / J. A. Fulop // Advanced Optical Materials. – 2020. – Vol. 8. – P. 17-23.
5. Afsah-Hejri, L. Terahertz spectroscopy and imaging: A review on agricultural applications / L. Afsah-Hejri // Comput. Electron. Agric. – 2020. – Vol. 177. – P. 105-108.
6. Peng, Y. Terahertz spectroscopy in biomedical field: a review on signal-to-noise ratio improvement / Y. Peng // PhotoniX. – 2020. – Vol. 1. – P. 1–18.
7. Xie, J. A review on terahertz technologies accelerated by silicon photonics / J. Xie // Nanomaterials. – 2021. – Vol. 11. – P. 7-14.
8. Zhang, X. Terahertz surface plasmonic waves: a review / X. Zhang // Adv. Photonics. – 2020. – Vol. 2. – P. 1-5.
9. Valusis, G. Roadmap of Terahertz Imaging / G. Valusis // Sensors. – 2021. – Vol. 21. – P. 12-25.
10. Волкова Е.В. Введение в физику полупроводниковых диодов и методы их проектирования с использованием высокопроизводительных вычислений. Авторы: Е.В. Волкова, А.С. Пузанов, С.В. Оболенский, Е.А. Тарасова: Учебное пособие. – Нижний Новгород: Нижегородский госуниверситет, 2020. – 78 с.

Весь текст будет доступен после покупки