[发明专利]一种肖特基二极管的仿真模型的计算方法及系统

权利要求书

1.一种肖特基二极管的仿真模型的生成方法，所述方法包括：

将肖特基二极管的轻掺杂的外延层上方设置SiO₂介质层，介质层上方定义为肖特基接触；

根据MIS结构的能带图计算介质层的厚度和介质层与外延层界面处的陷阱电荷密度；

利用Sentaurus TCAD工具绘制出肖特基二极管的结构图形；

为每一个区域指定材料以及掺杂浓度；

添加接触作为器件的电极，添加肖特基接触作为器件的阳极，欧姆接触为器件的阴极；

将肖特基二极管的结构图形进行剖分和网格化；

所述介质层的厚度、介质层与外延层界面处的陷阱电荷密度的计算步骤包括：

根据MIS结构的能带图得到如下关系：

qΦ_m＝qΔ+qλ+qΦ_B0     (1)

qΦ_B0＝qψ_S(V)+qV_n-qV        (2)

其中，Φ_m为金属功函数，Φ_B0为势垒高度，Δ为界面层上的电势，λ为半导体的电子亲合能，ψ_S(V)为内建电势，V_n为300K时热电压，k为玻尔兹曼常数，T为温度；q为单位电荷，V为偏压；

由(1)和(2)得到：

Δ＝Φ_m-λ-ψ_S(V)-V_n+V     (3)

则介质层与外延层界面处的陷阱电荷密度Q_it为：

Q_it为界面陷阱电荷密度，D_it(0)为界面陷阱密度，E_g为禁带宽度，为界面态的中性能级；

结合(3)式得到：

热平衡状态下，半导体耗尽层中形成的空间电荷密度Q_sc(V)为：

Q_sc(V)＝qN_DW_D

其中，N_D为轻掺杂层掺杂浓度，W_D为耗尽层厚度，ε_s为半导体的介电常数；

固定电荷Q_f为：

Q_f＝qN_f

其中，Q_f为固定电荷密度，单位为C/cm^-2，N_f为固定电荷密度，单位为/cm^-2；

界面层上的电势Δ通过金属和半导体表面电荷运用高斯定理得到：

其中，Q_m为金属表面电荷密度，δ为界面层厚度，ε_i为界面层的介电常数；

代入上式公式得到：

将其代入(3)中得到：

则理想因子n(V)为：

结合(*1)和(*2)，求得介质层与外延层界面处的陷阱电荷密度Q_it＝Q_it0和介质层的厚度δ＝δ₀。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述肖特基二极管的材料为GaAs、氮化镓或碳化硅。