Основы моделирования полупроводниковых систем в COMSOL Multiphysics®: версия 5.6

Актуальность и необходимость моделирования широкого класса полупроводниковых устройств и эффектов не вызывает сомнения. Пакет COMSOL Multiphysics® за счет модуля Полупроводники содержит функционал для макроскопического дрейфово-диффузионного описания полупроводниковых структур (с размерами от 50нм), и для квантовомеханического расчета нанометровых систем. В рамках макроскопического описания, основанного на совместном решении электростатики и транспортных уравнений переноса электронов и дырок в полупроводниковом материале, возможно проведение моделирования различных устройств и систем, в частности p-n переходов, гетеропереходов, p-i-n-диодов, диодов Шоттки, полевых транзисторов (MOSFET & MESFET) и конденсаторов, фотоэлементов, светодиодов, фотодиодов и т.п. При этом доступно использование различных статистик носителей, моделей подвижности, инструментов задания и учета рекомбинации и генерации, оптических переходов, ионизации, сужения запрещенных зон, туннелирования и т.п. Инструменты программы также позволяют учитывать мультифизические тепловые, электрокинетические и оптоэлектронные эффекты при работе таких устройств. Следует отметить, что последние обновления пакета добавили возможность учитывать квантовые эффекты в рамках дрейфово-диффузионного описания с помощью дискретизации Density-Gradient. В рамках квантово-механического описания можно решать уравнение Шрёдингера относительно волновых функций, например для электрона или дырки. С помощью расчетов на собственные значения, а также стационарного исследования и исследования во временной области, можно рассчитывать энергии связанных состояний и их затухание, определять коэффициенты отражения/прохождения, оценивать резонансное туннелирование и ширину запрещенной зоны сверхрешеток для заданных конфигураций потенциальных ям или барьеров различной формы, а также с учетом влияния силы Лоренца. Электростатический расчет потенциальных барьеров можно проводить в явном виде в самосогласованном с решением уравнения Шрёдингера мультифизическом режиме. В данном материалы проведен проведен разбор современного функционала модуля Полупроводники и в т.ч. продемонстрирована пошаговая сборка модели МОП-транзистора. Еще больше материалов и новостей о COMSOL Multiphysics: Наш VK: Наш Telegram: Видеогалерея на сайте: Корпоративный блог: