Blaze では、先端材料を使用して製造するデバイスをシミュレートします。Blaze は 2 元、3 元、および 4元系半導体のライブラリを備えています。また、傾斜型および階段型へテロ接合モデルを内蔵し、MESFET、HEMT、および HBT といった 2 元構造のシミュレートが可能です。すべての計測可能なデバイス特性 (DC、AC および過渡 ) がシミュレートできます。計算により求められる DC 特性には、しきい値電圧、ゲイン、リーク電流、パンチスルー電圧、および降伏現象が含まれます。計算により求められる RF 特性には、カットオフ周波数、s-、y-、h-、z- パラメータ、最大有能電力利得、最大安定電力利得、最大発振周波数、および安定化係数が含まれます。固有のスイッチング時間および周期的大信号出力のフーリエ解析も計算することができます。
Blaze によって、複数の半導体材料をベースにした FET のシミュレーションが可能です。Blazeが備えているモデルには、ヘテロ接合によるポテンシャル・ステップ、および組成に依存する半導体材料のプロパティが含まれています。
グラフィカル構造エディタ DevEdit を使用して定義したAlGaAs/InGaAs/GaAs レイヤ構造を持つシュードモルフィック(Pseudomorphic)HEMT の図です。リセス部ゲートも含め、いくつかのバッファ・レイヤおよびデルタ・ドープされた領域も設定されています。
いくつかの Vgs 値に対する Id/Vds プロット図です。これらのカーブより、デバイス・パラメータを抽出できます。
AC 解析を実行し、その結果より抽出した S パラメータの図です。このデバイスにおいて、周波数 50GHz までの範囲で S パラメータが表示されています。100GHz を上回るシミュレーションも十分可能です。
HEMT のチャネルを含むバンド図です。ヘテロ接合部分で、ポテンシャルが不連続であることがわかります。
Blaze によって生成されたソリューション・ファイルには、電子密度など、デバイス内部の変数が含まれています。ショットキー障壁により、ゲートの下に空乏層が形成されます。電子はチャネル内のバンドギャップの狭い材料に集まります。
Blaze先端材料系 2 次元デバイス・シミュレータ
総合的な HEMT および PHEMT キャラクタライゼーション
Blaze を使用すると、いくつかの半導体レイヤから成る HBTデバイスのシミュレーションが可能です。Blazeでは、複雑な半導体方程式をセルフコンシステントに解き、HBT構造を細部にわたり最適化できます。
DevEdit を使用して、Blaze でシミュレーションするためのノンプレーナHBT 構造が作成できます。上図は InGaAs/InP HBT 構造を示しています。DevEdit で自動的にメッシュ処理され、Blaze で使用されます。
HBT の AC 解析により、ゲイン対周波数プロットや S パラメータ抽出が可能で、周波数に応じたゲインのロールオフを予測できます。
TonyPlot のツールを使用すると、出力データを容易に操作することができます。この例は、HBT の真性領域を通したバンド図です。
HBT のガンメル・プロットを生成するために Blaze を使用できます。その他デバイスのゲインなども、表示することが可能です。
インパクト・イオン化モデルにより、降伏電圧をシミュレートできます。ここでは、HBTの BVCEO の計算例を示します。
総合的な HBT 解析
III-V 族ベースのデバイスに加えて、あらゆる化合物半導体材料または元素半導体材料をシミュレートできます。
このページでは、Si/SiGe HBTのシミュレーション結果の例を示します。
異方性を考慮した移動度、誘電率、インパクト・イオン化のモデルを使用できます。
Blaze では、III-V 族化合物材料以外に、SiGeなどの 材 料もシミュレートできます。このプロットは SiGe HBTのベースにおける再結合率を示しています。
SiGe HBT のゲイン (hFE)
SiC における異方性移動度効果の例
上図は、負性微分移動度をシミュレートすることにより、GaAsガン・ダイオードの出力の発振を見たものです。
フーリエ解析ルーチンにより、任意の周期的な大信号過渡解析の出力 ( 左図 ) から、周波数スペクトル( 上図 ) を抽出できます。この周波数スペクトルから、ダイオードの出力に高調波が含まれていることがわかります。
SiGe テクノロジ 負性微分移動度
炭化ケイ素 (SiC) および異方性材料 大信号応答のフーリエ解析
シミュレーションにより、GaAs MESFET の DC、AC、過渡特性のすべてにおいて、形状および材料プロパティが及ぼす効果を検討できます。 トラップにより、III-V
族デバイスの DC、スイッチング、および RF性 能 が 左 右されることがあります。そこでBlaze では、任意のトラップ・レベルを定義できます。このプロット は MESFET の タ ーンオフ時における EL2トラップの効果を示しています。
ゲート電流解析および MESFET 降伏現象において、ショットキー・コンタクトでのトンネル効果は、考慮すべき重要なメカニズムです。また、熱電子放出も考慮に入れる場合があります。
Athena を使用して生成したイオン注入された MESFET 構造での電子密度の図です。
• 一般的なノンプレーナのホモ接合またはへテロ接合の半導体デバイス構造に対する DC、AC、および時間領域ソリューションを提供
• 階段型または傾斜型ヘテロ接合モデル
• デバイス構造をユーザが指定、または Athena などのプロセス・シミュレータ出力からの指定も可能
• バンドギャップ・ナローイングにおけるボルツマンまたはフェルミ－ディラック統計の適用。量子統計のためのQuantum とのインタフェース機能
• 先進の移動度モデルと共に、ドリフト拡散およびエネルギー・バランスの輸送モデルを搭載
• DC、過渡、および AC 解析におけるトラップの働きを考慮
• SRH(Shockley-Read-Hall) 再結合、光学的再結合、Auger 再結合、インパクト・イオン化、バンド間トンネル効果、オーミックおよびショットキー・コンタクトのモデルを内蔵
• 60以上の材料に対するパラメータを含む材料ライブラリを内蔵
• C-Interpreter インタフェースにより、ユーザ定義で、組成依存の、モデルおよび材料パラメータを設定可能
GaAs MESFET
特長
Rev.110113_08
横浜本社〒 220-8136神奈川県横浜市西区みなとみらい 2-2-1横浜ランドマークタワー 36FTEL：045-640-6188 FAX：045-640-6181
〒 604-8152京都市中京区烏丸通蛸薬師下ル手洗水町 651-1第14 長谷ビル 9FTEL：075-229-8207 FAX：075-229-8208
京都オフィス
株式会社 シルバコ・ジャパン お問い合わせ : [email protected]
