半导体模块更新


COMSOL Multiphysics® 6.3 版本为“半导体模块”的用户引入了采用对数公式求解漂移-扩散方程的新接口、用于提高多种半导体器件模型中暗电流分辨率的混合有限元公式,并且新增了用于宽带隙半导体建模的碳化硅 (SiC) 材料数据。请阅读以下内容,进一步了解这些更新。

新增“载流子传输”接口

新的载流子传输 接口可用于模拟电子、空穴、离子等载流子和分子等电中性物质及其激发态,求解这些载流子的数密度,并考虑它们的传输和反应过程。此外,还能够处理由电磁场、流场或浓度梯度引起的漂移、对流和扩散,可用于多种半导体和量子系统,例如:

  • 静电 接口耦合,用于有机半导体
  • 薛定谔方程 接口耦合,用于量子力学模型
  • 半导体 接口耦合,用于离子敏场效应晶体管 (ISFET)

您可以参考离子敏场效应晶体管 (ISFET) 仿真电解质栅极有机场效应晶体管教学案例,了解如何使用这一新接口。

显示电势的 ISFET 模型。
“离子敏场效应晶体管 (ISFET) 仿真”教学案例的电势,其中采用 载流子传输接口求解电解质。

新增混合有限元法求解器公式

新的混合有限元求解器公式能够提高小量级暗电流的分辨率,对于某些半导体器件至关重要。传统的求解方法通常难以处理漂移电流与扩散电流之间的抵消效应,新公式通过为电子流和空穴流引入额外的因变量,并利用散度单元在局部强制实现电流守恒,为暗电流问题提供了更为精确和可靠的解。您可以参考新的反向偏置漏电流教学案例,了解如何使用这一公式。

两个矩形几何,其中一个以深紫色显示混合公式,另一个以橙色显示准费米能级公式。
用混合公式(前)和准费米能级公式(后)求解的电子流密度。

新增碳化硅材料数据

半导体 材料库已更新,新增了碳化硅 (SiC) 属性数据,如碰撞电离、直接复合、Arora 迁移率模型、Caughey-Thomas 迁移率模型等。您可以在新的硅化碳二极管击穿教学案例中查看此更新。

新的教学案例

COMSOL Multiphysics® 6.3 版本的“半导体模块”引入了多个新的教学案例。