4.1.2 Struktur und Modellhierarchie

Im Ablauf von MINIMOS findet man eine Modellhierarchie, d.h. die Komplexität des physikalischen Modells und die Anzahl der in der Simulation berücksichtigten physikalischen Effekte kann in Stufen erhöht werden. Dabei wird jeweils die Lösung des vereinfachten Problems als Anfangslösung für die nächste Modellstufe verwendet. Hier sollen nun kurz die Funktionen der einzelnen Modellstufen beschrieben und für die Simulation von MESFETs erläutert werden. Dabei wird hier die im Programm übliche Nomenklatur verwendet (vgl. [78]).

MODEL=1-D

In dieser Stufe werden die Poissongleichung und die Kontinuitätsgleichungen für Elektronen und Löcher ohne Berücksichtigung der Generation und Rekombination gelöst. Hier wird auch die automatische Gitteradaption durchgeführt. Die Oberflächenrekombinationsgeschwindigkeit am Schottkykontakt wird stromunabhängig angenommen.

MODEL=2-D

In dieser Stufe werden alle Rekombinationsmechanismen mit Ausnahme der Stoßionisation berücksichtigt. Die Oberflächenrekombinationsgeschwindigkeit wird vom Strom abhängig berechnet.

MODEL=AVL

In dieser Stufe wird die Stoßionisation in den beiden Kontinuitätsgleichungen berücksichtigt. Die Berechnung erfolgt in einer übergeordneten Iterationsschleife.

MODEL=HOT

In dieser Stufe wird die lokale Energie der Ladungsträger im Rahmen des erweiterten Drift-Diffusionsmodells (vgl. Kap. 3.1.2) in die Simulation miteinbezogen. Im Moment ist die Einbeziehung der lokalen Ladungsträgerenergie nur für Silizium als Substratmaterial möglich.

Mithilfe eines Schalters kann die Funktion der Modelle 1-D und 2-D noch verändert werden. Es besteht die Möglichkeit im einfachsten Modell nur die Kontinuitätsgleichung der Majoritätsträger zu lösen, und daraus mithilfe der Potentialverteilung unter der Voraussetzung konstanten Quasiferminiveaus die Minortätsträgerverteilung zu berechnen. Im Modell 2-D werden dann alle drei Gleichungen allerdings ohne Berücksichtigung von Generation und Rekombination gelöst. Die Modelle AVL und HOT werden dann wie oben beschrieben durchgeführt.