此示例演示了肖特基二极管正向特性的仿真。 展示了：

• 使用 Atlas 语法形成二极管结构
• 设置阳极的肖特基势垒高度
• 正向偏置阳极

代码

第一部分：描述设备

• mesh（网格）
• electrodes locations（电极位置）
• doping distribution（掺杂分布）

这是位于结构左侧和右侧的，2维n型器件， 具有重掺杂浮动 p 型保护环区域，

（2D n-type device with heavily doped floating p-type guard ring regions）

肖特基阳极位于器件顶部，重掺杂阴极位于器件底部。

第二部分：使用model statement指定以下model ：

• 载流子浓度相关迁移率 (carrier concentration dependent mobility，ccsmob)
• 场相关迁移率（ field dependent mobility）
• 带隙变窄（ band-gap narrowing）
• SRH
• 俄歇复合（Auger recombination）

此处也指定了两个carrier model（carriers=2）。

 第三部分：设置肖特基接触

        设置肖特基接触的关键语句是

contact name=<char> work=<val> 

        它用于指定肖特基电极的功函数。

        在本例中，由于衬底是亲和力为 4.17 的 n 型硅，指定功函数4.97 ，提供了 0.8V 的肖特基势垒高度。

        默认势垒高度为零（完美欧姆接触）。 该条件假设用于阴极。

第四部分：结果仿真

      electrical simulation使用solve 语句，以 0.05V 的step将阳极电压增加至 1.0V。

     仿真的结果，使用TonyPlot展示。

go atlas

mesh  space.mult=1.0
# 
x.mesh loc=0.00 spac=0.5
x.mesh loc=3.00 spac=0.2
x.mesh loc=5.00 spac=0.25
x.mesh loc=7.00 spac=0.25
x.mesh loc=9.00 spac=0.2
x.mesh loc=12.00 spac=0.5
#
y.mesh loc=0.00 spac=0.1
y.mesh loc=1.00 spac=0.1
y.mesh loc=2.00 spac=0.2
y.mesh loc=5.00 spac=0.4


region  num=1  silicon

electr  name=anode  x.min=5  length=2
electr  name=cathode  bot

#....   N-epi doping 
doping  n.type conc=5.e16 uniform

#....   Guardring doping 
doping   p.type conc=1e19 x.min=0  x.max=3  junc=1 rat=0.6 gauss
doping   p.type conc=1e19 x.min=9 x.max=12 junc=1 rat=0.6 gauss

#....   N+ doping 
doping  n.type conc=1e20 x.min=0 x.max=12 y.top=2 y.bottom=5 uniform

save outf=diodeex01_0.str
tonyplot diodeex01_0.str -set diodeex01_0.set


model    conmob  fldmob  srh  auger  bgn 
contact    name=anode workf=4.97

solve      init

method newton

log   outfile=diodeex01.log
solve      vanode=0.05  vstep=0.05  vfinal=1  name=anode
tonyplot diodeex01.log -set diodeex01_log.set
quit

 结构：

 仿真测试结果

以 0.05V 的step将阳极电压增加至 1.0V

 知识点：

1、保护环（guardring）（版图设计中常见的一种技巧）

作用：

防止Latch up（闩锁效应），隔离噪声，提供衬底连接等。

分类：

• 多数载流子保护环（掺杂相同类型杂质，减小多数载流子电流产生的降压）
• 少数载流子保护环（掺杂不同类型杂质，形成反偏结提前收集引起闩锁的注入少数载流子）

多数载流子保护环
形式：

（1）P型衬底上的被接到最低电平的P+环形扩散区。

（2）N阱里的被接到最高电平的N+环形扩散区。

 注：为节省面积，多数载流子保护环常常顺便充当衬底偏置环。即电极1，3作用是一样的。

 少数载流子保护环
形式：

（1）P型衬底上的被接到最高电平的N+环形扩散区或环形N阱。
（2）N阱里的被接到最低电平的P+环形扩散区。

注：

        因N阱较深，所以第（1）种少子保护环采用环形N阱保护效果更好，但面积较大；如后续所述，N阱内的少数载流子保护环保护效果不佳，几乎不用。

        由于N阱中的潜在发射极（结）发射的空穴是垂直向P衬底方向输运到集电极，即使在N阱表面布局少数载流子保护环，也丝毫不发挥任何作用。少数载流子保护环通常放在衬底内，而不是在N阱中。 

参考博客网站：保护环（guardring）