|
Kategorie: Diplomové, bakalářské práce |
Tento dokument chci!
Cílem této práce bylo seznámit se s typy planárních vedení a diskutovat jejichvlastnosti. Následně pak vytvoření reálných modelů vybraných typů vedenív programu COMSOL Multiphysics a simulací ověřit jejich vlastnosti. Druhá částpráce se zabývá modelováním polovodičového substrátu, který nahrazuje dielektrickýsubstrát použitý u vedení v první části práce. Závěrečná část práce se zabýváověřením dosažených výsledků výpočtem ve specializovaném programu TiberCAD.
Hodnoty Ndi byly zvoleny jako
maximální možné ohledem omezení výpočetních možnostech programů
COMSOL TiberCAD. Hodnota horní méně
dotované vrstvy byla stanovena Ndi 2,1⋅107
cm-3
, tato hodnota byla původně
stanovena jako hodnota intrinsické koncentrace GaAs (2,1⋅106
cm-3
).37
8 Model planárního přenosového vedení na
polovodičovém substrátu
8. napětí
Nd 1,0⋅1022
1/m3
Zvolená špičková koncentrace donorů
Ndi 2,1⋅1013
1/m3
Zvolená minimální koncentrace donorů
χGaAs 4,05⋅10
-19
J elektronová afinita
Eg 1,42⋅10
-19
J zakázaný pás GaAs
ni 2,1⋅10
12
1/m
3
intrinsická konstanta [10]
Rozměr polovodičové struktury, která bude použita při dalších simulacích
planárních vedení polovodičovém substrátu, souhlasí rozměry získanými
v předchozích kapitolách, konkrétně 0,1 mm. průběhu
simulací bylo ale zjištěno, tato hodnota pohybuje hranici použitelnosti
a nelze zároveň úspěšně realizovat simulace modelovaného polovodiče.
Materiál, kterého tvořen modelovaný polovodič gallium arsenid GaAs,
je složen dvou vrstev dotovaných pouze elektrony, tabulce Tab.
Tab.1 Model polovodičového substrátu prostředí COMSOL
V následujícím textu bude popsána tvorba modelu polovodičového substrátu,
který bude dále využit při simulacích planárních vedení. 41) zřejmé, pro nižší ztráty bylo
vhodné volit hodnotu dotací vyšší než 1⋅1017
cm-3
. Model byl vytvořen 2D
prostředí programu COMSOL Multiphysics použitím modulů Electrostatics
a Transport Diluted Species.
. Vodivost spodní vrstvy byla experimentálně určena pomocí vzorce
(59), kterého byly místo dosazovány příslušné hodnoty koncentrace donorů
Nd rozsahu 1⋅107
cm-3
až 1⋅1018
cm-3
. těchto případech ale již
polovodič vykazuje znaky degenerovaného polovodiče. Konstanty pro modelování gallium arsenidového polovodiče
q 1,602⋅10-19
C elementární náboj
T 300 počáteční teplota
k 1,38⋅10-23
J/K Boltzmannova konstanta
εr 12,93 relativní permitivita GaAs
µn
300
0,85 m2
/(V⋅s) pohyblivost elektronů GaAs
c 38,7 s
3
⋅A/(m
2
⋅kg) převrácená hodnota teplot. Vysoká hodnota 1⋅1016
cm-3
ve spodní silně dotované
vrstvě byla stanovena důvodu požadované vyšší vodivosti ohledem výsledné
ztráty vedení. jsou uvedeny
nejdůležitější konstanty potřebné jeho realizaci.
Ze závislosti vodivosti ztrát hodnotě dotací elektronů mikropáskovém
vedení polovodičovém substrátu (Obr
