TCAD 보고서

소개

"TCAD 보고서"에 대한 내용입니다.

목차

1) TCAD시뮬레이션

2) T에 따른 JV curves 비교
(1) Silicon (Si)
(2) Germanium (Ge)

3) P-type doping level에 따른 JV curves 비교
(1) Silicon (Si)
(2) Germanium (Ge)

4) N-type doping level에 따른 JV curves 비교
(1) Silicon (Si)
(2) Germanium (Ge)

5) Intrinsic region의 도핑 유무에 따른 JV curves 비교
(1) Silicon (Si)
(2) Germanium (Ge)　

6) Materials에 따른 JV curves 비교
(1) Si, Ge, GaAs, InP

7) Discussion

8) Reference

본문내용

1. TCAD 시뮬레이션 (PN junction diode simulation)
https://tcadcentral.com/index.html에서 http://www.nanohub.org 사이트에서 'resources' - 'tool' - 'PN junction lab'을 통해 프로그램을 실행하여 PN 접합 다이오드 시뮬레이션을 진행하였습니다. 다음과 같이 기본적으로 설정된 파라미터를 기준으로 설정 값을 하나씩 변경하면서 다양하게 파라미터에 따른 J-V curves을 각각 얻고 이를 기반으로 파라미터에 따라 어떻게 달라지는지를 해석해봤습니다. 물질은 Si, Ge, InP, GaAs가 존재했고 이 중에 가장 보편적으로 사용되는 반도체 물질인 Si를 기준으로 시뮬레이션을 진행하였습니다. 추가적인 비교를 위해 Ge을 가지고도 같은 과정으로 시뮬레이션을 진행하였습니다.

Materials
Silicon (Si)
p-type length (nodes)
3 um (60)
intrinsic length (nodes)
0 um (0)
n-tpye length (nodes)
6 um (120)
P-type doping level
2e+15/cm3
N-type doping level
1e+15/cm3
Minority carrier life times
for e-
1e-10 s
for h+
1e-10 s
applied Voltage
1.2 V
Temperature
300K

Table 1. 기본적으로 설정된 파라미터들

figure 1에 나와 있듯이 기본 화면을 보면 위에 명시한 파라미터들이 보입니다. 각 파라미터에 원하는 값을 넣은 후 오른쪽에 있는 'simulation' 버튼을 누르면 figure 2에서 보듯이 계산을 시작됩니다. 계산이 끝나면 figure 3처럼 다양한 결과들이 나오게 되고 저는 이번 보고서를 쓰기 위해 필요한 ‘I-V characteristics’을 중심으로 결과를 분석하였습니다. 각 값들은 기본 값들을 기준으로 5-6가지로 다르게 바꾸어 시뮬레이션을 진행하였습니다.

참고자료

· https://tcadcentral.com/index.html ; TCAD오픈　소스
· https://nanohub.org/　; nanohub, PN junction lab
· ‘Design and Evaluation of an Educational Simulation for the PN junction diode’, 10.1109/EAEEIE.2017.8768728