sivalco使用测试pin正向导通

在学完功率半导体器件后，为了能够更好的了解功率半导体器件内部的相关性质，于是利用sivalco软件进行仿真，对于器件工作时相关数据进行分析，对于相关语句进行学习。

在功率半导体中以N或者P半导体进行掺杂获得我们所需要的器件，利用网格定义掺杂浓度分布，如下，定义了x从0-1掺杂为0.1，x从1-2掺杂浓度从0.1-0.4均匀变大，这样在PN结的空间电荷区网格便分布更加密切，符合器件的性质。

x.mesh l=0     spac=0.1
x.mesh l=1     spac=0.1
x.mesh l=2     spac=0.4 

 将器件网格定义好了便是定义了器件所在区域的位置，在该位置内进行一系列操作，第二部便是确定的使用何种材料，我们经常使用硅（silicon），碰到MOS或者肖特基二极管便需要定义多个材料了，这里我们PN结只需要一种材料，所以unm=1.

region num=1 silicon

定义电极1\2的name和位置，并且定义电极所在范围，botom代表整个底面范围为电极范围。
electrode num=1 name=anode  x.min=0.3 x.max=0.7 y.min=0 
electrode num=2 name=cathode  bottom

定义这些基础后，PN结为在N衬底的基础上掺入P，uniform代表均匀掺杂，规定其掺杂范围，P掺杂为高斯掺杂并且ratio.lateral代表横向分布标准差

doping uniform conc=5e13 n.type x.min=0 x.max=1 y.min=0 y.max=2
doping gauss   conc=1e18 p.type ratio.lateral=0.75 \
x.min=0.25 x.max=0.75 peak=0 junction=0.5

最后保存并调用tonplot绘制模型便可以看到PN结的仿真图啦！ 

save outf =Diode1.str
tonyplot  Diode1.str 
quit

 知道模型的建立感觉自己“又行了”，接下来是PIN，并且研究PIN的正向导通的电压电流性质

 上面网格定义，材料以及掺杂会了，接下来是进阶，利用模型更好的仿真器件的性质

model conmob fldmob srh auger bgn 
method newton  

这里代表给器件加电压，给电压的时候不要一下很大，像吃饭一样，慢慢来，数据是从下往上传递的，这里也是调用tonyplot来显示曲线。

solve init
log outfile=pin.log
solve vanode=0.001
solve vanode=0.005
#代表当集电极电压为0.01v时，以步长为v=0.01的方式给集电极加压，直到v=3结束
solve vanode=0.01 vstep=0.01 vfinal=3 name=anode
tonyplot pin.log

 这里可以看到PIN的正向导通曲线，在加压加到1.7V左右的时候器件开始导通。

 对于俩端器件PN结还有反向阻断特性，需要注意的需要加入 impact selb代表雪崩击穿时模型假设，并且最好设置截止的电流，因为我们只需要知道在何时击穿即可，一般默认器件500ua为击穿，计算其模型的击穿电流。最终得到以下图形。

solve vcathode=100 vstep=10 vfinal=1300 name=cathode  compl=2e-11 e.comp=2

 可以看到器件在1200V左右PN结被击穿。下面为二极管的反向阻断特性

#二极管的反向阻断特性
go atlas
mesh

x.mesh l=0     spac=0.1
x.mesh l=1     spac=0.1

y.mesh l=0    spac=0.2
y.mesh l=4    spac=0.2
y.mesh l=5    spac=0.01

y.mesh l=10   spac=0.2
y.mesh l=15   spac=2
y.mesh l=60   spac=2
y.mesh l=70   spac=0.01
y.mesh l=71   spac=0.2
y.mesh l=75   spac=0.2

region num=1 silicon

electrode num=1 name=anode    top
electrode num=2 name=cathode  bottom

doping uniform conc=5e13 n.type x.min=0 x.max=1 y.min=0 y.max=75
doping gauss   conc=1e18 p.type peak=0  junction=5
#doping gauss   conc=1e18 n.type peak=75 junction=70

save outf =diode_1_reverse.str
tonyplot  diode_1_reverse.str 


#材料模型描述
model conmob fldmob srh auger bgn 
#impact selb

method newton 
solve init
log outfile=diode_1_reverse.log
solve vcathode=0.001
solve vcathode=0.05
solve vcathode=0.1 vstep=0.1 vfinal=10 name=cathode
solve vcathode=10 vstep=1 vfinal=100 name=cathode

#solve vcathode=100 vstep=10 vfinal=1300 name=cathode \
    compl=2e-11 e.comp=2
tonyplot diode_1_reverse.log
quit