TCAD

Vztahy:

Předmět X34TCA může být splněn v zastoupení předmětem XE34TCA

Garant předmětu:

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

katedra mikroelektroniky

Anotace:

Aplikace nástrojů TCAD (Technology Computer Aided Design) v analýze a návrhu základních elektronických součástek. Princip simulace technologických procesů a fyzikální simulace stejnosměrné a dynamické činnosti součástek. Extrakce parametrů pro kompaktní modely. Obvodová simulace a kompaktní modely. Základní modely a jejich aplikace. Praktická činnost ve standardním simulačním prostředí v rámci simulace základních polovodičových struktur integrovaných obvodů (dioda, BJT, MOSFET) v návaznosti na vyšší návrhové prostředky.

Požadavky:

http://www.micro.feld.cvut.cz/home/X34TCA

Vypracování a předvedení tří semestrálních projektů na počítači.

Osnova přednášek:

1. TCAD, základní principy, dostupné nástroje a aplikační možnosti.

2. Fyzikální simulace. ATLAS. Základní polovodičové rovnice a modely.

3. Numerické metody v TCAD. Principy, implementace, praktické aspekty.

4. Rovnice Poissonova a kontinuity. Drift-difuzní přiblížení. Generace a rekombinace.

5. SRH model. Augerova, optická, povrchová rekombinace.

6. Elektrický průraz. Nárazová ionizace. Pohyblivost nositelů náboje. Zužování pásu.

7. Okrajové podmínky. Ohmický a Schottkyho kontakt. Rozhraní polovodič-izolant.

8. Smíšená simulace (MIXEMODE, Simulace kvantových součástek

9. Kompaktní modely bipolárních součástek. Modely pro malý a velký signál.

10. Dioda a BJT. Extrakce parametrů pro kompaktní modely.

11. Kompaktní modely unipolárních součástek. Modely pro malý a velký signál.

12. MOSFET. Extrakce parametrů pro kompaktní modely.

13. Simulace technologických procesů. Základní principy a aplikační možnosti.

14. Iontová implantace. Difuze, oxidace. Základní modely a jejich aplikace.

Osnova cvičení:

1. Platforma SUN a operační systém UNIX. Simulační prostředí Deckbuild - seznámení.

2. Dioda s pn přechodem. Zadání vstupního souboru do simulátoru. Ladění.

3. Simulace závěrných, propustných a dynamických charakteristik diody.

4. Semestrální projekt I. - simulace diody. Gummel plot - extrakce parametrů.

5. Bipolární tranzistor BJT. Vstupní soubor pro simulaci ss charakteristik. Ladění.

6. Strategie návrhu BJT v kontextu simulace.

7. Semestrální projekt II. - návrh simulace BJT. Průrazné napětí, Gummel plot.

8. Semestrální projekt II. - ladění simulace BJT. Extrakce parametrů.

9. Simulace tranzistoru MOSFET. Vstupní soubor pro simulaci ss charakteristik. Ladění

10. Semestrální projekt III. - návrh simulace tranzistoru MOSFET. Prahové a průrazné napětí.

11. Strategie návrhu tranzistoru MOSFET v kontextu simulace.

12. Semestrální projekt III. - simulace tranzistoru MOSFET. Extrakce parametrů.

13. Příprava projektů pro prezentaci. Způsoby zpracování výsledků.

14. Prezentace projektů, zápočet.

Cíle studia:

Studijní materiály:

1. Vobecký J., Voves J.: TCAD pro elektroniku. Skripta ČVUT, Praha 1995

2. Mouthaan T.: Semiconductor devices Explained. Wiley, 1999

3. ATLAS User's Manual, SILVACO Int., Santa Clara, 2000

Poznámka:

Rozsah výuky v kombinované formě studia: 14+4

Typ cvičení: c, p

Předmět je nabízen také v anglické verzi.

Další informace:

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů: