Создание двумерной модели фотоприемной ячейки КМОП-ФД в среде приборно-технологического моделирования Sentaurus TCAD (Synopsys)

Вредный производственный фактор - производственный фактор, воздействие которого на работника может привести к его заболеванию.

Опасный производственный фактор - производственный фактор, воздействие которого на работника может привести к его травме.

Безопасные условия труда - условия труда, при которых воздействие на работающих вредных и (или) опасных производственных факторов исключено либо уровни их воздействия не превышают установленных нормативов.

Рабочее место - место, где работник должен находиться или куда ему необходимо прибыть в связи с его работой и которое прямо или косвенно находится под контролем работодателя.

Средства индивидуальной и коллективной защиты работников - технические средства, используемые для предотвращения или уменьшения воздействия на работников вредных и (или) опасных производственных факторов, а также для защиты от загрязнения.

Система управления охраной труда - комплекс взаимосвязанных и взаимодействующих между собой элементов, устанавливающих политику и цели в области охраны труда у конкретного работодателя и процедуры по достижению этих целей. Типовое положение о системе управления охраной труда утверждается федеральным органом исполнительной власти, осуществляющим функции по выработке государственной политики и нормативно-правовому регулированию в сфере труда, с учетом мнения Российской трехсторонней комиссии по регулированию социально-трудовых отношений.

Производственная деятельность - совокупность действий работников с применением средств труда, необходимых для превращения ресурсов в готовую продукцию, включающих в себя производство и переработку различных видов сырья, строительство, оказание различных видов услуг.

Требования охраны труда - государственные нормативные требования охраны труда, в том числе стандарты безопасности труда, а также требования охраны труда, установленные правилами и инструкциями по охране труда.

Государственная экспертиза условий труда - оценка соответствия объекта экспертизы государственным нормативным требованиям охраны труда.

Часть двенадцатая утратила силу.

Стандарты безопасности труда - правила, процедуры, критерии и нормативы, направленные на сохранение жизни и здоровья работников в процессе трудовой деятельности и регламентирующие осуществление социально-экономических, организационных, санитарно-гигиенических, лечебно-профилактических, реабилитационных мер в области охраны труда.

Профессиональный риск - вероятность причинения вреда здоровью в результате воздействия вредных и (или) опасных производственных факторов при исполнении работником обязанностей по трудовому договору или в иных случаях, установленных настоящим Кодексом, другими федеральными законами. Порядок оценки уровня профессионального риска устанавливается федеральным органом исполнительной власти, осуществляющим функции по выработке государственной политики и нормативно-правовому регулированию в сфере труда с учетом мнения Российской трехсторонней комиссии по регулированию социально-трудовых отношений.

Управление профессиональными рисками - комплекс взаимосвязанных мероприятий, являющихся элементами системы управления охраной труда и включающих в себя меры по выявлению, оценке и снижению уровней профессиональных рисков» [28].

Правила и нормативы работы с ПЭВМ.

«I. Общие положения и область применения». В этом пункте оговаривается, где действуют санитарные правила, что определяют требования санитарных правил, на что они распространяются, а также ответственность за выполнение правил.

«II. Требования к ПЭВМ». В этом пункте оговариваются контролируемые опасные и вредные факторы для разной продукции, предельные значения уровня звука и звукового давления, допустимые для ПЭВМ, временные допустимые уровни электромагнитных полей, визуальные параметры для устройств отображения информации, требования к корпусу и дизайну.

«III. Требования к помещениям для работы с ПЭВМ». В этом пункте прописаны требования к освещению помещения, к его площади, к площади рабочего места для одного сотрудника, материалам внутренней отделки, а так же электрической безопасности.

«IV. Требования к микроклимату, содержанию аэроионов и вредных химических веществ в воздухе на рабочих местах, оборудованных ПЭВМ». В этом пункте описаны требования температуре, относительной влажности, скорости движения воздуха, концентрации вредных химических веществ для разных типов помещений, требования к проветриванию, к содержанию положительных и отрицательных аэронов.

«V. Требования к уровням шума и вибрации на рабочих местах, оборудованных ПЭВМ». В этом пункте прописаны предельно допустимые уровни шума, уровни вибрации, на рабочих местах.

«VI. Требования к освещению на рабочих местах, оборудованных ПЭВМ». В этом пункте описываются требования по размещению рабочих столов в помещении, требования к искусственному освещению, яркость светильников.

«VII. Требования к уровням электромагнитных полей на рабочих местах, оборудованных ПЭВМ». В этом пункте приведены временные допустимые уровни ЭМП, а так же методика проведения контроля ЭМП.

«VIII. Требования к визуальным параметрам ВДТ, контролируемым на рабочих местах». В этом пункте приведены предельно допустимые значения ВДТ.

«IX. Общие требования к организации рабочих мест пользователей ПЭВМ». В этом пункте приведены требования к размещению рабочих мест, конструкции рабочего стола, стула, а так же поверхностям стула.

«X. Требования к организации и оборудованию рабочих мест с ПЭВМ для взрослых пользователей». В этом пункте приведены требования к параметрам стола (высота столешницы, ширина и глубина рабочей поверхности), к пространству под ним, к конструкции рабочего стола.

«XI. Требования к организации и оборудованию рабочих мест с ПЭВМ для обучающихся в общеобразовательных учреждениях и учреждениях начального и высшего профессионального образования». В этом пункте перечислены требования к помещению для занятий, к конструкции и параметрам рабочего места.

«XII. Требования к оборудованию и организации помещения с ПЭВМ для детей дошкольного возраста». В этом пункте перечислены требования к помещению для занятий, к конструкции стола, стула и параметрам рабочего места.

«XIII. Требования к организации медицинского обслуживания пользователей ПЭВМ». В этом разделе перечислены требования мединцынского обслуживания для лиц, работающих с ПЭВМ более половины рабочего времени, беременных женщин, а также учащихся и детей.

«XIV. Требования к проведению государственного санитарно- эпидемиологического надзора и производственного контроля». В этом разделе описывается осуществление контроля, ограничения и запреты на реализацию ПЭВМ, инструментальный контроль и производственный контроль. [29]



Выводы

В результате работы была создана двумерная приборно-технологическая модель фотоприемной ячейки КМОП-ФД СБИС в среде Sentaurus TCAD (Synopsys), предназначенная для целей практического промышленного проектирования. Данная модель, в отличие о трехмерных моделей, позволяет сократить временные затраты до уровня, достаточного для реального проектирования.

В процессе разработки модели были предложены и исследованы три варианта модели структуры КМОП-ФД ячейки, отличающиеся способом задания емкостей фотодиода и плавающего узла:

Модель 1: с помощью изменения физического размера элементов;

Модель 2: С помощью подключенных к элементам МОП-конденсаторов;

Модель 3: С помощью подключенных к элементам внешних виртуальных конденсаторов.

Разработаны командные файлы для программы технологического моделирования Sentaurus DIOS, файл структуры для программы Sentaurus Structure Editor, командный файл для программы электрофизического моделирования Sentaurus Device.

Проведено моделирование фотоприемной ячейки КМОП-ФД, позволившее выбрать наилучший вариант модели о продемонстрировать ее работоспособность.

Отработана методика построения свет-сигнальных характеристик фотоприемной ячейки КМОП-ФД с помощью разработанной модели.

Все три модели являются работоспособными, однако по показателям удобства использования и скорости расчетов, наилучшей оказалась третья модель. Разработанные модели начали применяться на предприятии ОАО «НПП «Пульсар» при проектировании и исследовании КМОП-ФД СБИС.

Проведен анализ опасных и вредных факторов, присутствующих на производстве, а так же проведен анализ требований к работе с ПЭВМ.



Список использованной литературы

1. Уайт М.Г. «Фотодиодные матрицы». - В кн. Полупроводниковые формирователи сигналов изображений/ Пер. с англ. Под ред. Р.А. Суриса. М.: Мир, 1979.

2. Аксененко М.Д., Бараночников М.Л., Смолин О.В. Микроэлектронные фотоприемные устройства. М.: Энергоатомиздат,1984.

3. Ohba S. “A 1024-element linear CCD photosensor with unique photodiode structure”, IEEE Transaction on Electron Devices, Vol. ED-27, No 5, 1980.

4. Неймарк С.И. «Многоэлементные МДП интегральные фотодиодные преобразователи оптических сигналов», Обзоры по электронной технике, сер. 3, Микроэлектроника, вып. 936, 937, 1984.

5. Ohba S. “MOS area sensor: low noise MOS area sensor with antiblooming photodiodes”. IEEE Transaction on Electron Devices, Vol. ED-27, No 8, 1980.

6. Chamberlain S.G., Aggarval V.K. “Photosensitivity and charactirization of solid-state integrated photodetector”, IEEE J. of Solid-State Circuits, Vol. SC-7, No 2, 1972.

7. Наймарк С.И., Третьяков В.М. «Фотоматричный интегральный элемент для считывания парафазного оптического кода”, Автометрия, № 2, 1975, ассоциативный накопитель», Автометрия, № 2, 1982.

8. Авдонин Б. Н., Мартынов В. В. Электроника. Вчера… Сегодня. Завтра?: Очерки по истории, технологии, экономике. М.: ИКП «Дека», 2005 - 600 с.

9. E. R. Fossum. «Active pixel sensors - Are CCD's dinosaurs?» Charge-Coupled Devices and Optical Sensors III, Proc. SPIE, vol. 1900, pp. 2-14, 1993.

10. Ramacher et al, “Single-chip video camera with multiple (integrated functions”, IEEE Int. Solid-State Circuit Conference, 1999.

11. A.E. Gamal, D. Yang, B. Fowler, “Pixel level processing - why, what, and how?”, Stanford University, 2001.

12. Aizava et al., “On sensor image compression”, IEEE Transaction on Circuit and Systems for Videotechnology 7”, pp. 543 - 548, 1997.

13. E. R. Fossum. «Active pixel sensors - Are CCD's dinosaurs?» Charge-Coupled Devices and Optical Sensors III, Proc. SPIE, vol. 1900, pp. 2-14, 1993.

14. Phanindra Kalyanam. Device modeling and advanced 2-D TCAD simulation of multifinger photogate APS forenhanced sencitivity. Phanindra Kalyanam, 2011 Simon Fraser University, Summer 2011.

15. А.Л. Стемпковский, чл.-корр. РАН, В.А. Шилин, д-р техн. Наук «КМОП-фотодиодные СБИС - перспективная элементная база однокристальных систем приема и обработки изображений», ИППМ РАН

16. Igor Shcherback, Alexander Belenky, Orly Yadid-Pecht Active Area Shape Influence on the Dark Current of CMOS Imagers. The VLSI Systems Center Ben Gurion University P.O.B. 653 Beer-Sheva 84105, ISRAEL

17. S. Agvany, S. Domer, R. Rubacha, S. Stanley “High performance, VGA resolution digital color CMOS imager” in IS&T/SPIE Conferance on Sensors, Cameras, and Systems, Proceedings SPIE Vol. 3649, pp 154 - 164.

18. Holst G. C. Electro-optical system performance. SPIE Optical Engineering Press, 2000.

19. J.A. Greenfield, R.W. Dutton. Nonplanar VLSI device analysis using the solution of Poisson equation.- IEEE Trans. On Electron Dev., ED-27, 1980, p.p. 1520-1532

20. Двумерное моделирование технологических процессов. В кн. МОП-СБИС. Моделирование элементов и физических процессов/ Под ред. П. Антонетти: пер. С англ.-, М.: Радио и связь, 1988.-496с

21. www.synopsys.com/tools/TCAD

22. Носов Ю.Р., Шилин В.А. Основы физики приборов с зарядовой связью. М.: Наука, 1986.

23. J.A.Greenfield, R.W.Dutton. Nonplanar VLSI device analysis using the solution of Poisson equation.- IEEE Trans. On Electron Dev., ED-27, 1980, p.p. 1520-1532

24. Yu Junting, Li Binqiao, Yu Pingping, Xu Jiangtao and Mou Cun, Two dimensional pixel image lag simulation and optimization in a 4-T CMOS image sensor, School of Electronics Information Engineering, Tianjin University, Tianjin 300072, China)

25. Федеральный закон от 24 июня 1998 г. N 89-ФЗ "Об отходах производства и потребления"

26. КоАП РФ, Статья 19.14. «Нарушение правил извлечения, производства, использования, обращения, получения, учета и хранения драгоценных металлов, жемчуга, драгоценных камней или изделий, их содержащих».

27. Федеральный закон Российской Федерации от 10 января 2002 г. N 7-ФЗ Об Охране окружающей среды

28. Трудовой кодекс Российской Федерации. - М.: Эксмо-Пресс, 2015. - 240 с.

29. Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы: СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03. Гигиенические требования к персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы. М.: Минздрав России, 2003. - 31 с.



Приложение 1

Командный файл для программы технологического моделирования DIOS для модели №2

1. Создание подложки с заданной концентрацией примеси.

1.1. Секция описания сетки.

Title('BORODIN_2_0',newdif=1)

Grid(x=(0.0, 95.0) y=(-15.0, 0.0), nx=200, ny=40)

repl(cont(maxtrl=5,markm=-6,markmax=0,markj=-6,markg=-6))

Diffusion:(PO(

P(MODDiff=Suprem-2),

B(MODDiff=Suprem-2)

))

1.2. Секция вывода графической информации.

! start the graphical output, set to update every 10 time steps:

Replace(Control(ngra=10))

Graphic(triangle=on, plot)

! ****************** Substrate define ******************

1.3. Описание легирующей примеси и ориентации подложки.

Substrate(Element=B, Ysubs=0, conc=6.8e14, Orientation=100)

1.4. Осаждение защитного окисла.

Deposit(material=Oxide, thickness=50nm)

1.5. Сохранение выходных файлов.

Save(file=STAGE1, type=mdraw)

Save(file=STAGE1, type=dmp)

End

2. Создание p-кармана.

2.1. Секция вывода графической информации.

! start the graphical output, set to update every 10 time steps:

Replace(Control(ngra=10))

Graphic(triangle=on, plot)

2.2. Загрузка файла предыдущего этапа.

Load(file=STAGE1.dmp)

2.3. Нанесение защитной маски.

Mask(material=resist, thickness=2950nm, x( -15.0 16 27 100.0 ))

2.4. Описание параметров ионного легирования.

impl(element=BORON, dose=4e12, energy=250keV, tilt=7)

2.5. Удаление защитной маски.

Etch(mat=re)

2.6. Описание процесса разгонки.

Diffusion(time=1, Temperature=1100., Atmosphere=N2)

2.7. Сохранение выходных файлов.

Save(file=P_KARMAN, type=mdraw)

Save(file=P_KARMAN, type=dmp)

3. Создание контактных областей.

3.1. Нанесение защитной маски.

Mask(material=resist, thickness=2950nm, x( -15.0 17 19 20 22 23 25 29 31 100.0 ))

3.2. Описание параметров ионного легирования.

impl(element=As, dose=1.3e14, energy=250keV, tilt=7)

Impl(element=As, dose=1.3e14, energy=250keV, rotation=180,tilt=7)

3.3. Удаление защитной маски.

Etch(mat=re)

3.4. Описание процесса разгонки.

Diffusion(time=25, Temperature=850., Atmosphere=N2)

Diffusion(time=15, Temperature=850., Atmosphere=N2)

Diffusion(time=35, Temperature=(850., 1000.), Atmosphere=N2)

Diffusion(time=20, Temperature=1000., Atmosphere=N2)

Diffusion(time=50, Temperature=(1000., 800.), Atmosphere=N2)

Diffusion(time=25, Temperature=800., Atmosphere=N2)

3.5. Сохранение выходных файлов.

Save(file=NPLUS, type=mdraw)

Save(file=NPLUS, type=dmp)

End

4. Создание p+ областей.

4.1. Секция вывода графической информации.

! start the graphical output, set to update every 10 time steps:

Replace(Control(ngra=1))

Graphic(triangle=on, plot)

4.2. Загрузка файла предыдущего этапа.

Load(file=NPLUS.dmp)

4.3. Нанесение защитной маски.

Mask(material=resist, thickness=950nm, x(10.0 84.0))

4.4. Описание параметров ионного легирования.

Implant(element=B, dose=6.3e14, energy=80keV, tilt=7)

4.5. Удаление защитной маски.

Etch(mat=re)

4.6. Описание процесса разгонки.

Diffusion(time=40, Temperature=1000., Atmosphere=N2)

4.7. Сохранение выходных файлов.

save(file=FINAL_BOR2CORRGATES_VERNO, type=mdraw,

EPSLoc=0, EPSAngle=0)

End



Приложение 2

Командный файл для программы электрофизического моделирования Sentaurus Device для модели №2.

1. Описание входных и выходных файлов.

File {

Grid = "./BORODIN_DIOD_3_msh.tdr"

Plot = n@node@

Current = n@node@

}

2. Секция описания электродов

Electrode {

{ Name="SUB" Voltage= @VSUB@

}

{ Name="KONT1" Voltage= ( @VES@ at 0.0

@VES@ at 180.0

@VES@ at 200.0

@VES@ at 1000.0 )

}

{ Name="KONT2" Voltage= (

@VES@ at 0.0

@VES@ at 180.0

@VES@ at 200.0

@VES@ at 1000.0

)

}

{ Name="T4" Voltage= (

@GA_VNAK@ at 0.0,

@GA_VNAK@ at 20.0e-9

@GA_VREAD@ at 40.e-9

@GA_VREAD@ at @TN1@

@GA_VNAK@ at @<TN1+20.0E-9>@

@GA_VNAK@ at @<TN1+80.0E-9>@

@GA_VREAD@ at @<TN1+100.0E-9>@

@GA_VREAD@ at @TSTOP@

)

}

{ Name="T1" Voltage= (

@GA_VNAK@ at 0.0,

@GA_VNAK@ at 60.0e-9

@GA_VREAD@ at 80.0e-9

@GA_VREAD@ at @TSTOP@

)

}

{ Name="T2" Voltage= (

@GA_VNAK@ at 0.0,

@GA_VNAK@ at 60.0e-9

@GA_VREAD@ at 80.0e-9

@GA_VREAD@ at @TSTOP@ )

)

}

3. Секция описания физических процессов, которые будут учитываться в модели.

Physics {

EffectiveIntrinsicDensity( OldSlotboom )

OptBeam (

WaveLength =0.535e-4

WavePower =@PB1@

SemAbs (model=ODB)

SemSurf = 0.05000e-4

SemWindow = (10.8e-4 81.74e-4)

WaveTime = (10.0E-9 1.00)

WaveTsigma = 0.5e-13

SemVelocuty = 0

)

Recombination (

SRH( DopingDep )

)

Temperature=250.0

}

File {

Current = "str"

Output = "log"

}

4. Секция описания электро-физических характеристик, которые должны быть посчитаны в результате моделирования

Plot {

eDensity eCurrent eMobility

Potential

Doping

}

5. Секция описания характеристик математического аппарата.

Math {

Extrapolate Derivatives RelErrControl

Digits=8 NotDamped=30 Iterations=40

RelErrControl Transient=BE NoCheckTransientError

Method = pardiso Number_of_Threads = 4

Number_of_Solver_Threads = 4 ComputeIonizationIntegral

}

6. Секция описания точности схождения модели.

Solve {

Poisson

Transient (

InitialTime=0 FinalTime=@TSTOP@

InitialStep=1e-16 MaxStep=1.0e-2 MinStep=1.0e-17

)

{ Coupled {Poisson Electron Hole }

7. Секция задания временных точек эксперимента, для которых необходимо получить выходные файлы.

Plot (

fileprefix="n@node@"

Time = (0;

@<TN1+100e-9>@

)

NoOverwrite)

}

}



Приложение 3

Командный файл для программы технологического моделирования DIOS для модели №3

1. Создание подложки с заданной концентрацией примеси.

1.1. Секция описания сетки.

Title('BORODIN_DIOD_3',newdif=1)

Grid(x=(0.0, 90.0) y=(-15.0, 0.0), nx=240, ny=40)

repl(cont(maxtrl=5,markm=-6,markmax=0,markj=-6,markg=-6))

Diffusion:(PO(

P(MODDiff=Suprem-2),

B(MODDiff=Suprem-2)

))

1.2. Секция вывода графической информации.

! start steps:

Replace(Control(ngra=10))

Graphic(triangle=on, plot)

! ****************** Substrate define ******************

1.3. Описание легирующей примеси и ориентации подложки.

Substrate(Element=B, Ysubs=0, conc=4.08e14, Orientation=100)

1.4. Осаждение защитного окисла.

Deposit(material=Oxide, thickness=50nm)

1.5. Сохранение выходных файлов.

Save(file=STAGE1, type=mdraw)

Save(file=STAGE1, type=dmp)

end

2. Создание n-области фотодиода

2.1. Секция вывода графической информации.

! start the graphical output, set to update every 10 time steps:

Replace(Control(ngra=10))

Graphic(triangle=on, plot)

2.2. Загрузка файла предыдущего этапа.

Load(file=STAGE1.dmp)

comment (' SOZDANIE_N_KARMANA')

2.3. Нанесение защитной маски.

Mask(material=resist, thickness=2950nm, x( -15.0 11.3 83.38 100.0 ))

2.4. Описание параметров ионного легирования.

impl(element=P, dose=5e12, energy=600keV, rotation=0, tilt=7)

impl(element=P, dose=5e12, energy=600keV, rotation=180, tilt=7)

2.5. Удаление защитной маски.

comment (' REMOVE PhotoRezist MASK ')

Etch(mat=re)

2.6. Описание процесса разгонки.

Diffusion(time=0.25, Temperature=1100., Atmosphere=N2)

2.7. Сохранение выходных файлов.

Save(file=NKARMAN, type=mdraw)

Save(file=NKARMAN, type=dmp)

End

3. Создание p+ кармана для контактных областей.

3.1. Секция вывода графической информации.

! start the graphical output, set to update every 10 time steps:

Replace(Control(ngra=10))

Graphic(triangle=on, plot)

3.2. Загрузка файла предыдущего этапа.

Load(file=NKARMAN.dmp)

3.3. Нанесение защитной маски.

comment (' SOZDANIE_P_KARMANA')

Mask(material=resist, thickness=2950nm, x( -15.0 0 9.18 100.0 ))

3.4. Описание параметров ионного легирования.

impl(element=BORON, dose=5e12, energy=400keV, rotation=0, tilt=7)

impl(element=BORON, dose=5e12, energy=400keV, rotation=180, tilt=7)

3.5. Удаление защитной маски.

comment (' REMOVE PhotoRezist MASK ')

Etch(mat=re)

3.6. Описание процесса разгонки.

Diffusion(time=0.25, Temperature=1100., Atmosphere=N2)

4. Создание р+ слоя фотодиода.

4.1. Нанесение защитной маски.

Mask(material=resist, thickness=2950nm, x( -15.0 10.8 13.26 15.36 82.88 100.0 ))

4.2. Описание параметров ионного легирования.

impl(element=BF2, dose=9.375e15, energy=30keV, rotation=0, tilt=7)

impl(element=BF2, dose=9.375e15, energy=30keV, rotation=180, tilt=7)

4.3. Удаление защитной маски.

comment (' REMOVE PhotoRezist MASK ')

Etch(mat=re)

4.4. Описание процесса разгонки.

Diffusion(time=0.1, Temperature=1100., Atmosphere=N2)

4.5. Сохранение выходных файлов.

Save(file=PKARMAN1, type=mdraw)

Save(file=PKARMAN1, type=dmp)

End

5. Создание контактных областей.

5.1. Секция вывода графической информации.

! start the graphical output, set to update every 10 time steps:

Replace(Control(ngra=1))

Graphic(triangle=on, plot)

5.2. Загрузка файла предыдущего этапа.

Load(file=PKARMAN.dmp)

Replace(Control(NewDiff=1, SiDiff=on))

5.3. Нанесение защитной маски.

comment (' PHOTO MASK 4 ')

Mask(material=resist, thickness=2950nm, x( -10 0 0.42 0.96 2.88 3.48 4.68 5.38 6.58 7.18 8.28 13.83 14.79 100 ))

5.4. Описание параметров ионного легирования.

comment (' Arsenicum IMPLANT ')

Impl(element=As, dose=1e15, energy=100keV, rotation=0, tilt=7)

Impl(element=As, dose=1e15, energy=100keV, rotation=180,tilt=7)

5.5. Удаление защитной маски.

comment (' REMOVE PhotoRezist MASK ')

Etch(mat=re)

5.6. Описание процесса разгонки.

Diffusion(time=0.25, Temperature=1100., Atmosphere=N2)

5.7. Сохранение выходных файлов.

Save(file=STRUCT_NPLUS, type=mdraw)

Save(file=STRUCT_NPLUS, type=dmp)

Save(file=STRUCT_NPLUS, type=dmp)

save(file=FINAL_BOR2CORRGATES_VERNO, type=mdraw,

EPSLoc=0, EPSAngle=0)

End



Приложение 4

Командный файл для программы электрофизического моделирования Sentaurus Device для модели №3

8. Описание входных и выходных файлов.

File {

Grid = "./BORODIN_DIOD_3_msh.tdr"

Plot = n@node@

Current = n@node@

}

9. Секция описания электродов

Electrode {

{ Name="SUB" Voltage= @VSUB@

}

{ Name="C_PU" charge=0 FGcap= (

value= @C_VIRT_PU@ name="SUB"

)

}

{ Name="C_T4" charge=0 FGcap= (

value= @C_VIRT_T4@ name="SUB"

)

}

{ Name="KONT1" Voltage= ( @VES@ at 0.0

@VES@ at 180.0

@VES@ at 200.0

@VES@ at 1000.0 )

}

{ Name="KONT2" Voltage= (

@VES@ at 0.0

@VES@ at 180.0

@VES@ at 200.0

@VES@ at 1000.0

)

}

{ Name="T4" Voltage= (

@GA_VNAK@ at 0.0,

@GA_VNAK@ at 20.0e-9

@GA_VREAD@ at 40.e-9

@GA_VREAD@ at @TN1@

@GA_VNAK@ at @<TN1+20.0E-9>@

@GA_VNAK@ at @<TN1+80.0E-9>@

@GA_VREAD@ at @<TN1+100.0E-9>@

@GA_VREAD@ at @TSTOP@

)

}

{ Name="T1" Voltage= (

@GA_VNAK@ at 0.0,

@GA_VNAK@ at 60.0e-9

@GA_VREAD@ at 80.0e-9

@GA_VREAD@ at @TSTOP@

)

}

{ Name="T2" Voltage= (

@GA_VNAK@ at 0.0,

@GA_VNAK@ at 60.0e-9

@GA_VREAD@ at 80.0e-9

@GA_VREAD@ at @TSTOP@ )

)

}

10. Секция описания физических процессов, которые будут учитываться в модели.

Physics {

EffectiveIntrinsicDensity( OldSlotboom )

OptBeam (

WaveLength =0.535e-4

WavePower =@PB1@

SemAbs (model=ODB)

SemSurf = 0.05000e-4

SemWindow = (10.8e-4 81.74e-4)

WaveTime = (10.0E-9 1.00)

WaveTsigma = 0.5e-13

SemVelocuty = 0

)

Recombination (

SRH( DopingDep )

)

Temperature=250.0

}

File {

Current = "str"

Output = "log"

}

11. Секция описания электро-физических характеристик, которые должны быть посчитаны в результате моделирования

Plot {

eDensity eCurrent eMobility

Potential

Doping

}

12. Секция описания характеристик математического аппарата.

Math {

Extrapolate Derivatives RelErrControl

Digits=8 NotDamped=30 Iterations=40

RelErrControl Transient=BE NoCheckTransientError

Method = pardiso Number_of_Threads = 4

Number_of_Solver_Threads = 4 ComputeIonizationIntegral

}

13. Секция описания точности схождения модели.

Solve {

Poisson

Transient (

InitialTime=0 FinalTime=@TSTOP@

InitialStep=1e-16 MaxStep=1.0e-2 MinStep=1.0e-17

)

{ Coupled {Poisson Electron Hole }

14. Секция задания временных точек эксперимента, для которых необходимо получить выходные файлы.

Plot (

fileprefix="n@node@"

Time = (0;

@<TN1+100e-9>@

)

NoOverwrite)

}

}



Приложение 5

Таблицы данных для свет-сигнальных характеристик, построенных для третьей модели

Таблица 1

Значения потенциала плавающего узла и фотодиода после окончании стадии передачи заряда из фотодиода в плавающий узел для экспериментов с разной мощностью света

Мощность света, [Вт/см2]	Потенциал плавающего узла, [В]	Потенциал фотодиода, [В]
1,00E-12	4,43914	4,69328
5,00E-12	4,43908	4,69322
1,00E-11	4,43901	4,69316
5,00E-11	4,43847	4,69265
1,00E-10	4,43778	4,69201
5,00E-10	4,43232	4,6869
1,00E-09	4,42547	4,68052
5,00E-09	4,37065	4,62957
1,00E-08	4,30199	4,56617
5,00E-08	3,75118	4,0681
1,00E-07	3,05196	3,45918
1,25E-07	2,72237	3,16747
1,50E-07	2,5059	2,97658
1,75E-07	2,31677	2,8074
2,00E-07	2,18577	2,68911
2,25E-07	2,17247	2,67705
5,00E-07	2,14886	2,65556



Таблица 2

Значения потенциала плавающего узла и фотодиода после окончании стадии передачи заряда из фотодиода в плавающий узел для экспериментов с разной мощностью света для подключенной к плавающему узлу емкости 1,5е^-15 Ф

Мощность света, [Вт/см2]	Потенциал плавающего узла, [В]	Потенциал фотодиода, [В]
5,00E-12	4,78289	4,73415
5,00E-11	4,78241	4,73369
5,00E-10	4,77767	4,72903
1,00E-09	4,7724	4,72386
5,00E-09	4,73017	4,68236
1,00E-08	4,67737	4,63049
5,00E-08	4,25737	4,22111
1,00E-07	3,7372	3,71816
1,25E-07	3,47877	3,47376
1,50E-07	3,30932	3,31527
1,75E-07	3,15944	3,17574
2,00E-07	3,05465	3,0778
2,25E-07	3,04396	3,06777
2,50E-07	3,04088	3,06488
2,75E-07	3,03857	3,0627
3,00E-07	3,03656	3,06082
4,00E-07	3,03012	3,05477
5,00E-07	3,02533	3,05027
1,00E-06	2,98576	3,01302



Таблица 3

Значения потенциала плавающего узла и фотодиода после окончании стадии передачи заряда из фотодиода в плавающий узел для экспериментов с разной мощностью света для подключенной к плавающему узлу емкости 5,5е^-16 Ф

Мощность света, [Вт/см2]	Потенциал плавающего узла, [В]	Потенциал фотодиода, [В]
5,00E-12	4,6053	4,71095
5,00E-11	4,60474	4,71042
5,00E-10	4,59922	4,70512
1,00E-09	4,59307	4,69924
5,00E-09	4,54384	4,65219
1,00E-08	4,48225	4,59356
5,00E-08	3,99155	4,13238
1,00E-07	3,37556	3,56716
1,25E-07	3,07405	3,29527
1,50E-07	2,87745	3,11854
1,75E-07	2,70448	2,96174
2,00E-07	2,58374	2,85179
2,25E-07	2,57144	2,84055
2,50E-07	2,5679	2,83731
2,75E-07	2,56523	2,83486
3,00E-07	2,56399	2,83275
4,00E-07	2,55551	2,82596
5,00E-07	2,54968	2,82062
1,00E-06	2,51267	2,78671



Таблица 4

Значения потенциала плавающего узла и фотодиода после окончании стадии передачи заряда из фотодиода в плавающий узел для экспериментов с разной мощностью света для подключенной к плавающему узлу емкости 1,5е^-16 Ф

Мощность света, [Вт/см2]	Потенциал плавающего узла, [В]	Потенциал фотодиода, [В]
5,00E-12	4,49152	4,69848
5,00E-11	4,49092	4,69791
5,00E-10	4,48496	4,6923
1,00E-09	4,47833	4,68606
5,00E-09	4,42519	4,63624
1,00E-08	4,35867	4,57421
5,00E-08	3,82692	4,08682
1,00E-07	3,15639	3,4905
1,25E-07	2,83107	3,20463
1,50E-07	2,6201	3,0179
1,75E-07	2,43541	2,8523
2,00E-07	2,30718	2,7364
2,25E-07	2,29415	2,72456
2,50E-07	2,2904	2,72115
2,75E-07	2,28757	2,71857
3,00E-07	2,28512	2,71635
4,00E-07	2,27727	2,70919
5,00E-07	2,27103	2,70351
1,00E-06	2,23589	2,67153



Таблица 5

Значения потенциала плавающего узла и фотодиода после окончании стадии передачи заряда из фотодиода в плавающий узел для экспериментов с разной мощностью света для подключенной к фотодиоду емкости 1,5е^-15 Ф

Мощность света, [Вт/см2]	Потенциал плавающего узла, [В]	Потенциал фотодиода, [В]
5,00E-10	4,47207	4,87813
1,00E-09	4,46658	4,87303
5,00E-09	4,42236	4,83221
1,00E-08	4,36672	4,78132
5,00E-08	3,91747	4,37847
1,00E-07	3,34492	3,88292
2,00E-07	2,2536	2,92796
2,25E-07	2,07554	2,76638
2,50E-07	1,90855	2,6133
3,00E-07	1,8016	2,51414
4,00E-07	1,7921	2,50531
5,00E-07	1,78554	2,49921
1,00E-06	1,76094	2,47634
5,00E-06	1,68963	2,41006
1,00E-05	1,68478	2,38689
5,00E-05	1,59425	2,32087

Размещено на Allbest.ru