利用矩形及直角三角形模組來探討二維半導體元件模擬分析

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姓名

吳居峰(Gen-feng Wu) 查詢紙本館藏

畢業系所

電機工程學系

論文名稱

利用矩形及直角三角形模組來探討二維半導體元件模擬分析
(2D Semiconductor Device Simulation with Right Rectangle and Triangle Elements)

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摘要(中)

一般二維半導體元件模擬，為規則性排列的矩形方格所組成，例如20x20的方格，但矩形方格在圓弧接面上的精確度，往往有很大的受限。本論文中,我們改變原本規則性的排列組合網格模組，發展出不規則的矩形方塊排列，進一步開發出四個直角三角形的模組，我們運用這五種模組來滿足任意形狀的二維半導體元件模擬。此外為了證明網格的正確性，我們利用矩形網格與直角三角形網格來模擬電阻與PN二極體，並且與規則性排列網格做比較，驗證其結果會發現與規則性網格模擬完全相符。最後我們使用網格應用在MOS-Capacitor,然後在將模擬值與一般理論公式的臨限電壓做比較。

摘要(英)

A general two-dimensional simulation of semiconductor device is regularly arranged in rectangle meshes, such as the 20x20 rectangle meshes. However, the accuracy is limited when rectangle meshes are applied to the circular junction. In this thesis, we develop the four quadrants of right-angled triangle meshes to alter the grid into irregular arrangement. By these five types of mesh, we can fit any shapes of semiconductor device in the two-dimensional simulation. Furthermore, in order to verify the accuracy of this module, we use rectangle meshes and right-angled triangle meshes to simulate the resistors and PN diodes,, and it perfectly matches with the simulation result of regular grid arrangement. Finally, we apply this module to MOS-Capacitor simulation, and compare the simulation result with the theoretical result of threshold voltage.

關鍵字(中)

★ 矩形
★ 直角三角形模組
★ 二維半導體元件

關鍵字(英)

★ Semiconductor
★ Right Rectangle
★ Triangle
★ 2D
★ Simulation

論文目次

目錄

摘要..I
ABSTRACTII
目錄III
圖目錄IV
表目錄 VI
第一章緒論1
1-1 電路模擬與二維模擬元件環境介紹1
1-2 研究動機.2
第二章矩形和直角三角形模組的建立與分析..4
2-1 矩形網格方程之建立4
2-2 任意三角形網格介紹.7
2-3直角三角形網格方程之建立10
第三章驗證矩形與直角三角形模組的準確性19
3-1 矩形模組在二維的元件模擬與驗證.19
3-2 直角三角形模組在二維的元件模擬與驗證24
3-3 混合型模組在二維的元件模擬與驗證29
第四章網格應用34
4-1 大小方形網格組合之問題探討34
4-2 方形網格應用於蛇型電阻40
4-3 方形網格應用於MOS-Capacitor43
第五章結論46
參考文獻47

參考文獻

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ntals, Practice and Modeling, ’’ NJ: Prentice Hall, 2000.
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[3] D. K.Cheng, Field and wave electromagnetics, 2nd ed.: Addison-Wesley Publishing Company , Inc., 1989.
[4] J. He, et al., “Analytical solution of subthreshold channel potential of gate underlap cylindrical gate-all-around MOSFET,’’ Solid-State Electronics, vol. 54, pp. 806-808, Aug 2010.
[5] S. M. Sze, Physics of Semiconductor Devices: John Wiley & Sons Inc., 2006.
[6] B. Iniguez, et al., “Two-dimensional analytical threshold voltage roll-off and subthreshold swing models for undoped cylindrical gate all around MOSFET,’’ Solid-State Electronics, vol. 50, pp. 805-812, May 2006.
[7] H. C. Casey, “Devices for Integrated Circuits: Silicon and III-V Compound Semiconductors,’’ John Wiley & Sons, , 1998.

指導教授

蔡曜聰(Yao-Tsung Tsai)

審核日期

2014-7-1

推文