综合实验Word文档下载推荐.docx

1、3.5改变势垒层中Al的组分，观察其特性变化；4实验报告要求4.1写出实验题目、实验目的、仿真步骤、实验内容。4.2记录分析仿真结果。思考题多量子阱和超晶格有何区别？附录Silvaco示例：1、生成量子阱结构（GaN/AlGaN结构）1.1本实验所使用的量子阱基本结构如下表1所示：层数材料厚度（）组分（%）1GaN1002AlGaN70203304567891011121.2打开Silvaco软件，根据上面表格中的数据在Atlas中定义网格。例如：y.meshloc=0.0spac=0.0005y.meshloc=0.005spac=0.0001y.meshloc=0.007spac=0.00

2、005y.meshloc=0.01spac=0.00005y.meshloc=0.015spac=0.0001y.meshloc=0.017spac=0.00005y.meshloc=0.02spac=0.000051.3定义区域，共12个区域，分别将区域定义为GaN材料和AlGaN材料。regionnumber=1y.max=0.007material=AlGaNp=0.2regionnumber=2y.min=0.007y.max=0.01material=GaNregionnumber=3y.min=0.01y.max=0.017material=AlGaNp=0.21.4定义电极,定义

3、阳极和阴极。electrodename=anodetopelectrodename=cathodebottom1.5掺杂，选择均匀掺杂dopingn.typeconc=5e16uniform1.6定义材料模型materialmaterial=AlGaNedb=0.1taun0=1e-10taup0=7e-9materialmaterial=AlGaNmup=20tmup=1vsatn=1.1459e7mun=200tmun=1align=0.7量子阱结构图1.7定义导带价带输出命令outputcon.bandval.bandrecombu.srhu.augu.radflowlines1.8特性

4、仿真，选择模型，迭代方式等，定义Solve语句,保存仿真日志文件。modelsk.pfermiincompleteconsrhaugeroptrprintmodelsname=wellk.pchuangspontaneouslorentzmethodnewtontrapmaxtrap=10climit=1e-4solveinit（偏压初始化）保存结构，saveoutf=GaNMQW.str,输出结构，tonyplotGaNMQW.strlogoutf=GaNMQW.logmastermethodgummelnewtontrapitlimit=20maxtrap=6logoutf=vanode5

5、v.log先要定义保存的输出文件名字solvevanode=0vstep=0.25vfinal=5name=anodesaveoutf=vanode5v.strtonyplotvanode5v.strtonyplotvanode5v.log2、显示菜单功能Display中常用其他图标:第四个showcontours（默认的是净掺杂）;倒数第四个showjunctions（显示结的位置）;倒数第三个showelectrodes（显示电极的位置）.在菜单栏中依次选择ToolsCutline按照需要观察测量中随深度或宽度的分布变化电子浓度分布图量子阱导带图3、改变量子阱中的势垒层GaN层的厚度设置厚

6、度分别为40、50、60、70，80，AlGaN厚度保持70不变，仿真得到导带能带图和电子浓度图。重新定义网格和区域边界，在同一软件界面内连续使用多个Atlas可实现这一功能，每个Atlas分别对应一个势阱层厚度，再利用显示结果的菜单功能将多个图形叠放在同一界面内。不同GaN层厚度的导带能带图不同GaN层厚度的电子浓度图4改变量子阱中的势垒层AlGaN层的厚度设置AlGaN层的厚度分别为50、80、90，而GaN厚度保持70不变。重新定义网格和区域边界，在同一软件界面内连续使用多个Atlas可实现这一功能，每个Atlas分别对应一个势垒层厚度，再利用显示结果的菜单功能将多个图形叠放在同一界面内

7、。不同AlGaN层厚度的导带能带图不同AlGaN层厚度的电子浓度图5、改变AlGaN中Al的组分改变势垒层AlGaN层中的Al组分，观察这一改变对多量子阱能带结构和电子浓度的影响。分别设置Al组分为0.20、0.25、0.30、0.35、0.40。不需要重新定义网格和区域边界，只需在定义区域时改变Al的组分。可使用：regionnumber=5y.min=0.403y.max=0.410material=AlGaNp=0.2语句，改变p的值即可。不同Al组分的导带能带图不同Al组分的电子浓度图具体步骤详解1、调用atlas器件仿真器goatlas#TITLEGaNquantumwells:si

8、mulation#定义器件结构#-#SECTION1:MESHGENERATION划分网格（在电场变化剧烈地方就网格密一点，总的格点数目在3000个左右为好，不要超过6000个否则很难收敛，计算很慢；几nm薄就保证有5层以上网格，厚了那随你了，比如5nm薄层，只设两层网格就太少了；在deckbuild下半边的窗口实时输出里有格点数目，可以把那窗口的东西拷出来搜gridpoints）#0.1umX0.1um#网格初始化#x方向网格定义meshx.meshl=0.0spacing=0.01x.meshl=0.1spacing=0.01#y方向网格定义（在异质结界面附近的网格要细点）y.meshlo

9、c=0.025spac=0.0001#SECTION2:REGIONSANDELECTRODES定义材料区域和电极#（gradedheterojunctionsoutsideofcladdinglayers）#定义区域regionnumber=4y.min=0.017y.max=0.02material=GaN#定义电极（）electrodenum=1name=anodetopelectrodenum=2name=cathodebottom#SECTION3:DOPINGPROFILES定义掺杂dopinguniformy.min=0n.typeconc=5e16#-#SECTION4:MAT

10、ERIALMODELS材料模型定义#（radiativerecombinationconstantssameforAlGaNandGaN）materialmaterial=AlGaNedb=0.1（施主能级）taun0=1e-10（SRH复合的电子寿命）taup0=7e-9（SRH复合的空穴寿命）materialmaterial=AlGaNmup=20（低场空穴迁移率-需指定迁移率浓度依赖模型）tmup=1vsatn=1.1459e7（电子饱和速度）mun=200（低场电子迁移率-需指定迁移率浓度依赖模型）tmun=1align=0.7（不同禁带宽度材料接触时导带不连续参数）materialm

11、aterial=GaNedb=0.04taun0=1e-10taup0=7e-9materialmaterial=GaNmup=20tmup=1vsatn=1.1459e7mun=900tmun=1定义异质结界面极化电荷（请注意从上到下，每一个异质结界面的极化电荷取值大小的设置）interfacey.min=0.0568y.max=0.0572charge=1.2e13s.s#taun0（GaN）,taup0（GaN）areaccuratemodelaugeroptrsrhbgnprint#Ifbarrierexistsatanodeneedtosetworkf=4.07+barrierhei

12、ght#contactname=anodeworkfun=4.69#SECTION5:OUTPUTFLAGS输出能带#-outputcon.bandval.bandrecombu.srhu.augu.radflowlines#SECTION6:INITIALSOLUTION偏压初始化modelsk.pfermiincompleteconsrhaugeroptrprint物理模型定义solveinit偏压初始化保存并输出结构saveoutf=GaNMQW.strtonyplotGaNMQW.str#-#SECTION7:BIASRAMP设置偏压求解#0.0to5.0Vforwardbiasmethodgummelnewtontrapitlimit=20maxtrap=6数值计算方法选择语句结果保存（先需要设置数据保存在日志文件，之后才可以用Tonyplot显示出来）再定义电压偏置quit