silvaco atlas

Question

为什么silvaco在使用deckbuild仿真i~v曲线时，刚开始外加偏压很小的时候仿真不收敛，偏压增大仿真又开始收敛了呢

Answer 1

引自免费微信小程序：皆我百晓生

在使用Silvaco的ATLAS软件进行半导体器件的I-V特性（电流-电压）仿真的过程中，遇到刚开始外加偏压较小时不收敛，而增大偏压后仿真开始收敛的情况，这可能是由于以下原因导致的：

1. 初始条件：在进行仿真的时候，初始状态对收敛性有很大影响。如果初始条件设置不合理，例如初始载流子浓度分布不准确，可能会导致在低偏压下的计算不稳定。

2. 稳态与动态平衡：当外加偏压较小时，系统可能需要更长的时间才能达到动态平衡。在这种情况下，程序可能需要更小的时间步长或者更多的迭代次数来确保收敛。尝试减小时间步长，增加迭代次数，或者调整收敛准则，看看是否能改善这种情况。

3. 模型选择：不同的器件模型可能适用于不同的工作区域。对于非常小的偏压，一些模型可能不再适用。确认你使用的模型在低偏压下是有效的，并且参数设置正确。

4. 网格细化：在某些区域，尤其是靠近耗尽区边界的地方，可能存在较大的梯度，此时需要更精细的网格来准确捕捉这些变化。增加网格密度可以提高精度，但也可能导致计算量增大，因此需要权衡。

5. 稳定性问题：有时候，数值方法本身也可能导致不稳定。例如，在求解Poisson方程时，如果电荷密度变化剧烈，可能会出现发散。考虑使用不同的求解算法，比如修正的共轭梯度法等。

6. 边界条件：检查你的边界条件设置，特别是施加的接触势垒是否合理，特别是在低偏压下。

针对以上情况，你可以采取以下步骤来解决这个问题：

1. 确保你的初始条件设置得当，特别是载流子浓度。
2. 调整仿真参数：
   • 减小时间步长 (dt): 例如，在.control文件中，将dt设为一个较小的值，如0.1e-15 s。
   • 增加最大迭代次数 (maxiter): 在.control文件中，适当增大maxiter值，如500。
   • 改变收敛标准，如减少残差允许的最大值。
3. 如果可能，尝试使用更精确的网格设置，特别是在耗尽区附近。
4. 检查并调整你的模型设置，确保它们适合低偏压操作。
5. 考虑使用不同的数值求解器。
6. 核实并优化你的边界条件设置。

请记住，每次修改参数后都需要重新运行仿真，观察是否有所改进。如果你仍然遇到问题，可能需要查阅相关文献资料、 Silvaco手册或寻求专业的技术支持。如果需要具体代码示例或者其他帮助，请告诉我具体的参数设置和 .control 文件内容，这样我可以提供更详细的指导。