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Ch10(2/3):浮接与热边界

浮接金属接触

浮接接触上的电荷(例如 EEPROM 单元中的浮接栅)可在 Electrode 部分中指定:

tcl
Electrode { ...
    { name="FloatGate" charge=1e-15 }
}

对于浮接金属接触(未接触任何半导体区域的接触),静电势通过求解泊松方程和以下电荷边界条件确定:

其中 是浮接接触表面 上的法向量, 是浮接接触上的指定电荷。

如果,例如,EEPROM 单元以 2D 近似模拟,则浮接接触与控制接触之间的附加电容是必要的。附加电容可以在 Electrode 部分中使用关键字 FGcap 指定:

tcl
Electrode {
    { name="ContGate" voltage=10 }
    { name="FloatGate" charge=0 FGcap=(value=3e-15 name="ContGate") }
}

浮接半导体接触

Sentaurus Device 可以通过将具有电荷边界条件的电极连接到绝缘半导体区域来模拟浮接半导体接触。

在该浮接接触区域内,Sentaurus Device 使用以下电荷边界条件求解泊松方程:

Sentaurus Device 自动从几何(.tdr)文件中识别浮接半导体接触。

假设浮接区域内没有电流流动。因此,电子和空穴的准费米势在浮接区域内相同且恒定:

热边界条件

晶格温度的边界条件

对于方程(72)、(73)、(77)和(83)的求解,必须应用热边界条件。遵循 Wachutka [10],但忽略欧姆接触处半导体与金属之间热功率的差异。对于自由的隔热表面:

在热传导界面上,施加热阻性(齐次 Neumann)边界条件:

其中 是表征半导体与相邻材料之间热接触的外部热阻。

对于理想热沉的特殊情况(),施加 Dirichlet 边界条件:

默认情况下,施加 Dirichlet 边界条件。对于 Neumann 边界条件(方程138),您可以在 Thermode 的规范中使用关键字 SurfaceResistance 指定 (见第1798页表368)。或者,您可以使用 SurfaceConductance 指定

当晶格温度方程求解时,晶格温度(Temperature)和晶格热通量(lHeatFlux)在 .plt 文件的相应 Thermode 部分中自动添加。

在绝缘体-绝缘体、绝缘体-半导体、半导体-半导体、金属-半导体、金属-金属和金属-绝缘体界面上,也支持分布热阻。

要在此功能,请在相应界面的 Physics 部分中使用 DistrThermalResist 关键字指定分布电阻:

tcl
Physics (RegionInterface="reg1/reg2") {
    DistrThermalResist=1e-3
}

载流子温度的边界条件

对于载流子温度 ,在热接触处,假设快速弛豫到晶格温度(边界条件 )。

对于其他边界,假设载流子温度为绝热条件:

周期性边界条件

基于 Sentaurus TCAD 官方文档构建

代码块