[103s电容器]使用半导体模块模拟MOS电容器

作者:安尼      发布时间:2021-04-16      浏览量:0
硅平面设备、图像传感器和微处理器通常包括

硅平面设备、图像传感器和微处理器通常包括金属氧化物硅(MOS)电容器。为了确保这些设备的正常运行,工程师可以使用模拟来准确分析电容设计。COMSOLMultiphysics,软件附加的半导体模块为用户提供了多种分析优化方法……

一、近距离观察MOS电容器

MOS电容器(MOSCAP)主要由

MOSCAP主要分为表槽型和埋槽型。选择什么样的设计取决于具体的应用。

MOS结构通常用于硅平面设备,主要发挥容量测量功能,帮助工程师理解这些设备的工作原理。MOSCAP、多用于、、、、医疗和成像技术,简称CCD。他们通常是MOS晶体管的组成部分,MOS晶体管是像微处理器这样的集成电路和部件常用的电路单元。

为了确保MOSCAP正常运行,工程师需要预测其行为。COMSOLMultiphysics,为您提供-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

二、模拟MOSCAP的2种方法

以下案例使用的一维MOSCAP模型通过右端点接地,左端点为氧化物-硅交界面。为了更好地研究氧化物和硅的接口,技术人员可以通过构建用户控制的网格来细分左端点的网格。我们还将整个建模域均匀混合,并将Shockley-Read-Hall复合。此外,为了简化模型设置过程,工程师可以直接在COMSOLMultiphysics中使用现成的硅材料数据。

利用这种模式,研究人员可以通过各种方式分析MOSCAP。接下来,我们将简要讨论两种方法。

三、方法1:电压扫描

第一个例子是模型域的厚度为1mm,我们利用电压扫描模拟MOSCAP,初始条件采用稳定的研究步骤,扫描采用瞬态研究步骤。

我们可以利用这个功能,研究MOSCAP在线坡电压下的特性。在这个例子中,斜坡电压范围为:-2-2-1V。分别考虑了低高两种不同的坡度电压变化率,其中低坡度电压变化率为10-3V/s,高坡度电压变化率为103V/s。

四、方法2:小信号分析

工程师可能希望通过小信号分析来确定MOSCAP在一系列直流偏置电压下的差异电容器。

COMSOLMultiphysics软件半导体模块增加了两个可用于半导体模型的功能。第一是半导体平衡研究步骤,可用于研究平衡系统,为非平衡系统生成初始条件。二是准费米能级公式,在模拟极寒等极端条件下的半导体设备时,有助于工程师处理高度非线性方程组。

这些功能在MOSCAPCAP分析模式中展示。因此,这种方法可以检测2、V~1、V之间的一系列直流偏置电压。同时,可以分析1mV的小幅谐波干扰,低频为10-3,高频为104。在这个例子中,模型域的厚度是10um。

五、MOSCAP模拟结果

上述两种模拟方法都可用于计算低频和高频C-V特性曲线,分析MOSCAP设计至关重要。下图显示了两个版本的MOSCAP型对应的曲线。两种方法获得了类似的C-V特性曲线。

我们发现,两张图所显示的特性与教科书中常见的说明一致。例如,模型文件中参考文献中献出了配图。由此可见,这些模型证明,当使用不同的方法时,半导体模块总是能够正确的解决。

六、后续操作

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