silvaco 学习笔记 2——自定义材料

  在Atlas中定义新材料需要三个基本要素（参考手册1387页）： 

 material=Ga2O3 user.default=GaN user.group=semiconductor 

 1. 定义新材料名字，如：material=Ga2O3：这里定义的材料是氧化镓。
 2. 定义材料类别，材料的类别包括导体，半导体，绝缘体三种类型。如：user.group=semiconductor ， 定义的是半导体材料。三种材料定义的代码如下：

     user.group=semiconductor
     user.group=insulator
     user.group=conductor

 3. 定义默认材料，在库中把性能相近的材料作为新材料计算的基础，如：user.default=GaN：这把库材料GaN作为默认材料，氧化镓和氮化镓都是镓的宽禁带半导体材料。

  4.定义一些其他的参数，在定义了以上三个参数的基础上定义一些其他参数，来具体的定义出一种新材料。在定义新材料的时候，至少要包含以下几个参数：带隙，电子及空穴态密度，介电常数，电子及空穴迁移率（NC300, NV300, permittivity, mun, mup），对于双极器件还必须包括一些复合参数，如寿命，辐射复合率，俄歇系数（TAUN，TAUP, COPT, AUGN, AUGP）。
举例如下：

material material=Ga2O3 user.default=GaN user.group=semiconductor \
affinity=4.0 eg300=4.8 nc300=3.72e18 nv300=3.72e18 permittivity=10.0 \
         mun=118 mup=50 tcon.const tc.const=0.13

说明：
affinity：亲合能
eg300：300k下的带隙
nc300：300k下的导带态密度
nv300：300k下的价带态密度
permittivity：介电常数
mun/mup：低温下，电子/空穴的迁移率
tc.const：热导率

对于材料成分变化的器件，还需指定能带边缘对齐参数（band-edge alignment parameters），可以是电子亲和势参数：AFFINITY，或者是边对齐（ edge alignment）参数：ALIGN。如果考虑碰撞电离模型，还必须指定碰撞电离系数。

例如考虑AlInGaP器件的仿真，材料库中没有这一材料，我们可以选择材料库中相似的材料InGaAsP作为默认近似的材料，假如我们关心的是复合及热流参数，下面部分表示的是如何修改这些参数：

# new material AlInGaP
MATERIAL MATERIAL=InGaAsP
# SRH
MATERIAL MATERIAL=InGaAsP TAUN0=1.1e-9 TAUP0=2.3e-8
# Auger
MATERIAL MATERIAL=InGaAsP AUGN=5.8e-30 AUGP=1.1e-31
# Optical
material material=InGaAsP COPT=1.7e-30
# Thermoconductivity
MATERIAL MATERIAL=InGaAsP TC.A=2.49
# Heat capacity
MATERIAL MATERIAL=InGaAsP HC.A=1.9