Kapitel 8

Ausblick / Weiterführung

In der vorliegenden Arbeit konnte gezeigt werde, daß MINIMOS NT für einfache Heterostrukturbauelemente sehr gute Simulationsergebnisse zeigt. Um für beliebige Bauelementstrukturen eine gute Anpassung an Meßergebnisse erreichen zu können, muß MINIMOS NT kontinuierlich verbessert und erweitert werden. Dies geht jedoch über den Rahmen dieser Arbeit weit hinaus. Für die Weiterführung der Entwicklung können einige Etappen angegeben werden, um die Anwendbarkeit von MINIMOS NT für die Weiterentwicklung von Heterostrukturbauelementen zu festigen:

(1) Die erste Etappe sollte eine gründliche Überprüfung und Überarbeitung aller Modelle und Parameter sein, die derzeit in MINIMOS NT implementiert sind. Dazu gehört auch die Verbesserung der implementierten Modelle bzw. ihre Anpassung an den jeweiligen 'state-of-the-art'.

Insbesondere muß hier das Beweglichkeitsmodell genannt werden, dessen Parameter auf weitere Materialien ergänzt werden müssen. Eine verbesserte Beschreibung der Abhängigkeit von der Dotierstoffkonzentration wäre ebenfalls wünschenswert. Auch eine Ergänzung weiterer Streumechanismen in dieses Modell ist sicher wichtig.

Ebenso wichtig erscheint die Einführung eines Stoßionisationsmodells mit einer Abhängigkeit der Ladungsträgergeneration von der lokalen Energie der Ladungsträger.

Intensive Untersuchungen sind weiterhin notwendig, um die Beschreibung der Kontaktregionen zu verbessern und allgemeingültig zu gestalten. Die Möglichkeit, allein durch die Wahl der Kontakttiefe die simulierten Kennlinien entscheidend zu beeinflussen, ist weder technologisch noch physikalisch zu rechtfertigen. Die Modellierung der Kontaktbereiche wird allerdings auch in der Literatur nur unbefriedigend besprochen.

Auch die Einbeziehung der Oberflächenzustände in das implementierte
Generations-/Rekombinationsmodell ist eine naheliegende Aufgabe.

Nach Abschluß dieser Etappe sollte MINIMOS NT in der Lage sein auch das Durchbruchverhalten einfacher Bauelemente nachzuvollziehen und eine verbesserte Anpassung der Simulationsergebnisse an Meßergebnisse zu ermöglichen.

(2) In einem zweiten Schritt könnte MINIMOS NT auf die Möglichkeit der Kleinsignal- (AC-) Analyse erweitert werden.

Mit dieser Option wäre die Berechnung von Größen möglich, die einen Vergleich mit AC-Messungen ermöglichen. Ein Beispiel wären 'echte' Gatekapazitäten, die nicht mehr nur aus der Veränderung der statischen Ladungsträgerkonzentrationen im Bauelement bestimmt werden, oder auch verschiedene Rauschkenngrößen. Eventuell könnten auch S-Parameter extrahiert werden, die eine verbesserte Bestimmung der Transitfrequenz ermöglichen.

(3) Die ersten beiden Etappen sollten zeigen, ob und gegebenenfalls durch welche physikalischen Modelle MINIMOS NT ergänzt werden muß. Diese sind in einem dritten Schritt in den Simulator zu integrieren.

Ein wichtiger Punkt könnte die Berücksichtigung der quantenmechanischen Modellierung des Q2DEG sein. Hier sind jedoch genaue Abwägungen zwischen der zu erwartenden Verbesserung der Simulationsergebnisse und der Erhöhung des Rechenaufwands und damit dem Verbrauch an CPU-Zeit zu treffen.

Neben diesen Aufgaben sollte selbstverständlich versucht werden den Lösungsalgorithmus von MINIMOS NT bzw. seine Konvergenz laufend zu verbessern. Dazu gehört die Integration eines erweiterten Gittergenerators, der zumindest in gewissen Bereichen auch ein nicht-rechtwinkliges Simulationsgebiet zuläßt. Dies würde eine verbesserte Beschreibung der Recess- und Gateregionen ermöglichen und auch bei der Modellierung der Kontaktregionen im Inneren des Bauelements hilfreich sein. Die Erweiterung der Materialdatenbank auf weitere Verbindungen ist selbstverständlich.

Nach den drei genannten Etappen und der parallelen Verbesserung des Simulations-Algorithmus, sollte MINIMOS NT sich als ein wertvolles Werkzeug für die Bauelement-Entwicklung im Bereich der Heterostrukturbauelemente erweisen können.