二維異質接面半導體元件之開發與模擬

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姓名

蕭秉昇(Ping-Sheng Hsiao) 查詢紙本館藏

畢業系所

電機工程學系

論文名稱

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)

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摘要(中)

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。

摘要(英)

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.

關鍵字(中)

★ 異質接面
★ 網格電路模擬
★ 半導體

關鍵字(英)

★ heterojunction
★ Semiconductor
★ Simulation

論文目次

目錄

摘要 i
Abstract ii
目錄 iii
圖目錄 iv
表目錄 vi
第一章簡介 1
第二章真空能階系統架構 2
2-1. 矩形網格分析概念 2
2-2. 程式的邊界條件建立與設定 8
2-3. 真空能階的邊界系統建立 10
2-4. 接面能帶模型建立 12
第三章異質接面矩形網格探討及驗證 15
3-1. 真空能帶系統在同質接面上的驗證 15
3-2. PN異質接面 18
3-3. PN異質接面空乏區寬度以及載子濃度 21
3-4. 異質接面模擬電場分布 23
3-5. 漸變接面模擬探討 25
3-6. 漸變與陡變接面的模擬 28
第四章異質接面與同質接面元件分析與比較 32
4-1. 異質接面雙極性電晶體 32
4-2. 模型建立 34
4-3. 元件特性 37
第五章結論 42
參考文獻 43

參考文獻

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

指導教授

蔡曜聰(Yao-Tsung Tsai)

審核日期

2015-6-30

推文