二維異質接面半導體元件之開發與模擬

Development of 2D Heterojunction Semiconductor Model and Its Applications to Device Simulation

蕭秉昇(Ping-Sheng Hsiao)

指導教授 ： 蔡曜聰

國立中央大學/資訊電機學院/電機工程學系/碩士(2015年)

摘要

在本文中，我們開發的真空能階系統，E_0方法，去解決模擬2-D異質結構的半導體元件邊界條件上的問題。在過去，我們的程式是使用本質費米能階，E_fi，以其來計算載子濃度與電位電場情形。然而，E_fi這個方法在2D異質接面上有模擬的問題。所以發展了E_0系統去計算邊界條件並解決問題。而在之後的章節，我們去驗證E_0方法製作出的模型是否可行，藉由pN接面元件與理論討論。並探討陡變接面與漸變接面在模擬上的問題。最後，我們使用的方法E_0，做出HBT並模擬，且著重在能隙寬度對於電壓電流特性的比較。

關鍵字

異質接面 ； 網格電路模擬 ； 半導體

並列摘要

In this thesis, we develop vacuum level system, E_0 method, for numerical 2-D heterojunction device simulation. In the past, our program use intrinsic Fermi level, E_fi, to calculate carrier concentration and potential. However, the E_fi modeling has problem in heterojunction. The E_0 method has been verified by a pN heterojunction. And discuss problems of simulation happened on abrupt. Finally, we use the E_0 method to compare HBT with BJT to discuss the electrical characteristics.

並列關鍵字

heterojunction ； Semiconductor ； Simulation

參考文獻

[1] R. A. Jabr, M. Hamad, Y.M. Mohanna,“Newton-Raphson solution of Poisson's equation in a pn diode,”Int. J. Electrical Eng. Educ., Jan. 2007.

[5] D. L. Scharfetter, H.K Gummel, “Large-Signal Analysis of a Silicon Read Diode Oscillator,”IEEE Trans. Electron Device, vol. 16, Jan. 1969.

[8] D. A. Neamen, Semiconductor Physics & Devices, Ed., McGraw-Hill, pp. 355~363, 1997.

[9] W. Liu, Fundamentals of Ⅲ-Ⅴ Devices, HBTs, MESFETs and HFETs/HEMTs, John Wiley & Sons, Inc, pp.147~149, 1999.

參考文獻