【Silvaco example】GaN diode, Reverse-bias leakage current vs temperature
1、例子讲解
该示例演示了，GaN肖特基二极管中，因声子辅助隧穿（ phonon-assisted tunneling ）的反向偏置漏电流的温度依赖性建模。
例子参考以下论文：
Pipinys P., and V. Lapeika, "Temperature dependence of reverse-bias leakage current in GaN Schottky diodes as a consequence of phonon-assisted tunneling" J.Appl. Phys. 99 (2006): 093709.
本例展示：
- 使用Atlas定义结构
- 使用Atlas的温度依赖性反向电压特性
已经发现，一些氮化镓（GaN）二极管的反向I-V特性可以通过使用声子辅助电子隧穿模型来最好地解释。
假设电子是从金属-半导体界面中的局部能级发射的。
要启用模型，请在CONTACT语句中使用关键字PIPINYS。
contact name=anode workfun=5.18 pipinys surf.rec me.tunnel=0.222PIP.NT的默认值为0，因此必须为该数量设置一个有限值，以便模型具有任何效果。
其他参数可在MATERIAL语句中指定。
尽管该模型是专门针对GaN中的反向偏置电流而开发的，Atlas并未将该模型的使用限制在该材料上。
- PIP.OMEGA是声子能量，
- PIP.ACC是电子-声子相互作用常数，
- PIP.ET是陷阱深度。
一旦构造完成，然后在Atlas（SPISCES）中使用“通用肖特基隧穿”模型（UST）模拟器件的反向特性。
实验文件以go internal命令开始，该命令将控制从当前模拟器（即Atlas）传输到DB internal。
go internalload命令指定应将哪个模板文件用于多次运行。
load infile=diodeex10_aux.insweep命令指定应如何更改模板文件中设置的变量。
sweep parameter=tempera type=list data="125, 150, 200, 250, 300, 350, 400"
模板文件中set命令指定的参数设置为更改；在这种情况下是温度。数据指定温度值。
set tempera=3002、语法讲解
1、material
material material=GaN align=0.68 eab=0.16 \
taun0=1e-9 taup0=2e-8 nsrhn=4e18 nsrhp=4e18 \
d.tunnel=4e-6 me.sbt=0.20 mh.sbt=0.20 \
augn=1e-31 augp=1e-31 arichn=26 \
pip.nt=1.5e13 pip.et=0.8 pip.acc=2.0 pip.omega=0.07align
指定相对于器件中的最小带隙材料，应用于传导带边缘的带隙差的部分。请注意，指定这个参数会取代任何电子亲和力的规格。
eab
指定受体能级
taun0 taup0
nsrhn nsrhp
d.tunnel
me.sbt mh.sbt
augn augp
arichn
pip.nt pip.et pip.acc pip.omega
- PIP.OMEGA是声子能量，
- PIP.ACC是电子-声子相互作用常数，
- PIP.ET是陷阱深度。
2、mobility
mobility material=GaN gansat.n
打开电子/空穴的氮化物场相关模型
3、models
models srh auger albrct fermi temp=$temp ust printsrh
auger
albrct
fermi
temp
打印所有模型的状态，各种系数和常数。我们建议你在所有Atlas运行中包括这个参数。
ust
启用通用肖特基隧道模型
4、contact
contact name=anode workfun=5.18 pipinys surf.rec me.tunnel=0.222pipinys
启用GaN Schottky二极管的反向偏置声子辅助隧穿模型
surf.rec
指定在各个接触处使用有限的表面复合速度。
此参数必须以形式SURF.REC [VSURFN= ]指定，其中n和p为实数。 me.tunnel 5、 probe max name 设置允许您指定TonyPlot显示的描述的字符串 6、sweep 1、CONTENT OF diodeex10_aux.in file 2、Reverse-bias leakage current vs temperature probe max name=maxfieldY mag.field dir=90
3、例程
go atlas
set tempera=300
mesh width=1e6
x.mesh loc=0.0 spac=0.5
x.mesh loc=1.0 spac=0.5
y.mesh loc=0.0 spac=0.0025
y.mesh loc=1.0 spac=0.1
region num=1 material=GaN
electrode num=1 name=anode top material=alu
electrode num=2 name=cathode bottom
doping region=1 uniform n.type conc=5e16
material material=GaN align=0.68 eab=0.16 \
taun0=1e-9 taup0=2e-8 nsrhn=4e18 nsrhp=4e18 \
d.tunnel=4e-6 me.sbt=0.20 mh.sbt=0.20 \
augn=1e-31 augp=1e-31 arichn=26 \
pip.nt=1.5e13 pip.et=0.8 pip.acc=2.0 pip.omega=0.07
mobility material=GaN gansat.n
models srh auger albrct fermi temp=$temp ust print
contact name=anode workfun=5.18 pipinys surf.rec me.tunnel=0.222
output band.temp band.param e.mobility e.velocity
probe max name=maxfieldY mag.field dir=90
method newton carriers=1 maxtrap=10
solve init
log outfile=diodeex10_temp_$"temp".log
solve vanode=0.1
solve vanode=0.2
solve name=anode vstep=-0.1 vfinal=-4.0
extract name="maxEx_VR04" 1e2*max(probe."maxfieldY")
extract name="I_VR04" max(i."cathode")
solve vanode=-4.5
solve vanode=-5.0 name=anode vstep=-1.0 vfinal=-10
extract name="maxEx_VR10" 1e2*max(probe."maxfieldY")
extract name="I_VR10" max(i."cathode")
solve vanode=-12.0 name=anode vstep=-2.0 vfinal=-20
extract name="maxEx_VR20" 1e2*max(probe."maxfieldY")
extract name="I_VR20" max(i."cathode")
save outf=diodeex10_0.strgo internal
load infile=diodeex10_aux.in
sweep parameter=tempera type=list data="125, 150, 200, 250, 300, 350, 400"
save type=sdb outf=diodeex10_0.dat
tonyplot diodeex10_0.str diodeex10_temp_300.log -set diodeex10_0.set
tonyplot -overlay diodeex10_temp_125.log \
diodeex10_temp_150.log \
diodeex10_temp_200.log \
diodeex10_temp_250.log \
diodeex10_temp_300.log \
diodeex10_temp_350.log \
diodeex10_temp_400.log
-set diodeex10_1.set
tonyplot diodeex10_0.dat -set diodeex10_2.set