go atlas simflags="-p 64" set label = pd_emission mesh infile= $"label"_test.str scale=1.1 ########### graphene ######### material material=polysilicon affinity=4.248 eg300=0.112 \ permittivity=25 vsatn=4e8 mun=10000 mup=10000 material oxide mc=0.42 mv=0.2 ########### Models ########## models print conmob fldmob consrh OPTR qtnlsc.el bgn qtnl.derivs bbt.std ########### contact ########## contact name=gate qtunn.cmass=0.5 qtunn.vmass=0.5 n.poly contact name=anode resistance=1e20 ########### Method #####10###### method newton clim.dd=1e8 dvmax=0.1 trap ########### Output ########### output photogen e.field jx.e jy.e jx.h jy.h opt.int con.band val.band ########### dark ########### solve init log outf=dark_emi.log solve vemitter=0.1 solve vemitter=1 vstep=1 name=emitter vfinal=40 solve vcathode=-0.01 solve vcathode=-0.1 vstep=-0.1 vfinal=-2 name=cathode solve vcathode=-3 vstep=-1 vfinal=-40 name=cathode save outf=dark_emi.str log off ########### light ########### # Optical source specification go atlas simflags="-p 64" SET vemitter=40 set label = pd_emission mesh infile= $"label"_test.str scale=1.1 ########### graphene #########width=1e10 mup=1 material material=polysilicon affinity=4.248 eg300=0.112 \ permittivity=25 vsatn=4e8 mun=10000 mup=10000 material material=diamond mun=1 material oxide mc=0.42 mv=0.2 ########### Models ########## models print conmob fldmob consrh OPTR qtnlsc.el bgn qtnl.derivs ########### contact ########## #contact name=gate resistance=1e20 contact name=anode resistance=1e20 ########### Method #####10###### method newton clim.dd=1e8 dvmax=0.1 trap ########### Output ########### output photogen e.field jx.e jy.e jx.h jy.h opt.int con.band val.band beam num=1 x.origin=0.0 y.origin=-4 angle=90.0 wavelength=0.660 ^INTEGRATE solve init solve b1=78e3 index.check save outf=light-emi_$'vemitter'.str log outf=light_emi_$'vemitter'.log master
时间: 2025-07-06 15:34:20 浏览: 9
<think>好的,我现在需要帮助用户配置ATLAS仿真,用于多晶硅和金刚石材料,包含量子隧穿效应和光束集成。首先,我需要回忆ATLAS工具的基本结构和功能。ATLAS是Silvaco公司的器件仿真工具,适用于半导体器件建模。用户提到了多晶硅和金刚石材料,这两种材料的特性不同,需要特别注意参数设置。
首先,材料属性的定义。多晶硅的带隙和迁移率可能与单晶硅不同,可能需要使用MATERIAL语句来指定。金刚石的带隙较宽,约为5.5 eV,高击穿电场,这些参数需要在仿真中准确设置。同时,用户提到量子隧穿效应,这可能需要启用相关的模型,比如隧穿模型(TUNNEL)或者更具体的量子力学模型。
接下来是接触的定义。对于多晶硅,可能需要欧姆接触或肖特基接触,具体取决于器件结构。金刚石作为宽禁带材料,接触特性可能不同,需要设置合适的功函数。光学源的集成涉及到光束的注入,可能需要使用BEAM语句来定义波长、功率和光斑尺寸,同时结合光电模型如OPTICAL。
模型部分,除了量子隧穿,还需考虑载流子迁移率模型、复合模型(比如SRH和Auger)以及可能的高场饱和效应。对于金刚石材料,可能需要特别调整迁移率参数,因为其载流子迁移率与硅不同。
然后,仿真流程的步骤。需要定义网格结构,确保在关键区域(如结区或光注入区域)网格足够细密。接着指定材料参数、接触、模型,再设置求解器参数,包括电压扫描范围和光学激励条件。可能需要使用SOLVE语句结合自动曲线跟踪算法,特别是涉及到击穿特性或回滞现象时,如用户提供的引用中提到的动态负载线方法。
需要注意的是,ATLAS的语法和命令结构,确保每个部分正确无误。例如,BEAM参数可能需要指定光子能量和入射位置。量子隧穿模型可能需要通过MODEL语句启用,并选择合适的隧穿机制(如Fowler-Nordheim或直接隧穿)。
最后,验证配置是否正确。检查是否有语法错误,确认所有必要的模型都已激活,材料参数准确,特别是金刚石的材料属性是否正确定义。可能需要参考ATLAS的用户手册或相关文献,确保参数设置合理,尤其是量子隧穿和光学集成的部分。此外,仿真结果的后处理,如电流-电压曲线的提取和光学响应的分析,也需要相应的语句支持。
可能遇到的问题包括网格划分不足导致结果不准确,模型选择不当导致量子效应未被正确模拟,或者光学参数设置错误导致光束注入效果不理想。需要逐步调试,分模块验证每个部分的正确性,再整体运行。</think>根据您的要求,以下是基于ATLAS的半导体器件仿真配置方案,整合了多晶硅(Polysilicon)和金刚石(Diamond)材料特性、量子隧穿效应和光束集成的关键步骤:
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### **1. 材料属性定义**
```tcl
# 多晶硅材料参数(需校准晶界效应)
MATERIAL NAME=Polysilicon EG=1.12 XTI=3.0 TAUN=1e-6 TAUP=1e-6
# 金刚石材料参数(宽禁带特性)
MATERIAL NAME=Diamond EG=5.5 EPS=5.7 MUN=1800 MUP=1200
```
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### **2. 量子隧穿效应配置**
```tcl
MODELS CONMOB FLDMOB SRH AUGER TUNNEL
# 启用Fowler-Nordheim隧穿模型
TUNNEL FNTUNNEL POLYSILICON
TUNNEL FNTUNNEL DIAMOND
```
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### **3. 光学光束集成**
```tcl
# 定义532nm激光光源(高斯分布)
BEAM WAVELENGTH=532e-7 POWER=0.1 SPOT=5e-4 X.POS=0 Y.POS=0
# 启用光学吸收模型
IMPACT OPTICAL PHOTON
```
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### **4. 接触与结构定义**
```tcl
# 多晶硅-金刚石异质结结构
STRUCTURE NAME=PolyDiamond
REGION NAME=Poly MATERIAL=Polysilicon X.MAX=0.5
REGION NAME=Dia MATERIAL=Diamond X.MIN=0.5
CONTACT NAME=Anode SURFACE=X.MAX POLYSILICON
CONTACT NAME=Cathode SURFACE=X.MIN DIAMOND
```
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### **5. 动态仿真配置**
```tcl
SOLVE INIT
# 结合电光混合仿真(引用动态载重线算法)
SOLVE VSTART=0 VEND=10 VSTEP=0.1 BEAM=1
OUTPUT IV CURVES=Anode.Cathode
```
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### **关键参数说明**
- **量子隧穿**:`TUNNEL` 参数需匹配材料的有效质量与势垒高度,金刚石的高势垒需调整隧穿概率系数[^1]
- **光学响应**:`BEAM` 的光子能量应大于材料带隙(金刚石需深紫外光源)
- **网格细化**:异质结界面处需设置密集网格以捕捉隧穿电流
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