Sentaurus™ Device User GuideVersion K-2015.06, June 2015

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About This Guide xli

Audience . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xliRelated Publications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xliiTypographic Conventions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xliiCustomer Support . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xliii

Accessing SolvNet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xliiiContacting Synopsys Support . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xliiiContacting Your Local TCAD Support Team Directly. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xliv

Acknowledgments. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xliv

Part I Getting Started 1

Chapter 1 Introduction to Sentaurus Device 3

Overview of Sentaurus Device . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3Creating and Meshing Device Structures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5Tool Flow. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

Starting Sentaurus Device . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6From Command Line. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6From Sentaurus Workbench . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

Simulation Examples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8Example: Simple MOSFET Id–Vg Simulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

Command File . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8File Section . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9Electrode Section . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11Physics Section . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12Plot Section . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12Math Section . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13Solve Section . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13Simulated Id–Vg Characteristic. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14Analysis of 2D Output Data. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

Example: Command File of Advanced Hydrodynamic Id–Vd Simulation . . . . . . . . . . . 17File Section . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

Main Options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21Parameter File . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

Listing of mos.par. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22Report in Protocol File n3_des.log . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

Electrode Section . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

Sentaurus™ Device User Guide iiiK-2015.06

Contents

Main Options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22Physics Section . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

Main Options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25Interface Physics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

Main Options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25Plot Section . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26CurrentPlot Section . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

Main Options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26Math Section . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

Example . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27Solve Section . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28Two-dimensional Output Data. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

Example: Mixed-Mode CMOS Inverter Simulation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32Command File . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33Device Section . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35System Section. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36File Section . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37Plot Section . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37Math Section . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38Solve Section . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38Results of Inverter Transient Simulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

Example: Small-Signal AC Extraction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40Command File . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40Device Section . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42File Section . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43System Section. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43Solve Section . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43Results of AC Simulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

Example: Simulation of Magnetization Switching in a Magnetic Tunnel Junction . . . . . 46Structure Generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46Command File . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47Registering Custom Materials for Device Simulation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48Setting Parameters for STT Models. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49Starting the Simulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50Visualizing the Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50

Chapter 2 Defining Devices 53

Reading a Structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53Abrupt and Graded Heterojunctions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54

Doping Specification. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55Material Specification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58

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Contents

User-Defined Materials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58Mole-Fraction Materials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59

Mole-Fraction Specification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61Physical Models and the Hierarchy of Their Specification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62

Region-specific and Material-specific Models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63Interface-specific Models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64Electrode-specific Models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65

Physical Model Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66Search Strategy for Parameter Files. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67Parameters for Composition-dependent Materials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68

Ternary Semiconductor Composition. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70Quaternary Semiconductor Composition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72Default Model Parameters for Compound Semiconductors. . . . . . . . . . . . . . . . . . 73

Combining Parameter Specifications. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74Materialwise Parameters. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74Regionwise Parameters. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75Material Interface–wise Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76Region Interface–wise Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76Electrode-wise Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76

Generating a Copy of Parameter File . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76Undefined Physical Models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78Default Parameters. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80Named Parameter Sets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81Auto-Orientation Framework . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82

Changing Orientations Used With Auto-Orientation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83Auto-Orientation Smoothing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83

References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84

Chapter 3 Mixed-Mode Sentaurus Device 87

Overview. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87Compact Models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88Hierarchical Description of Compact Models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89

Netlist Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91Structure of Netlist File . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91Comments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92Continuation Lines. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92The INCLUDE Statement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92Numeric Constants. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92Parameters and Expressions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93Subcircuits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94Model Statements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95

Sentaurus™ Device User Guide vK-2015.06

Contents

Elements. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95Physical Devices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96Netlist Commands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97

SPICE Circuit Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97Example . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98

Device Section . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100System Section . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101

Physical Devices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102Circuit Devices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103Electrical and Thermal Netlist . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104Set, Unset, Initialize, and Hint . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106System Plot . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107AC System Plot . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107

File Section . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108SPICE Circuit Models. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109User-Defined Circuit Models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109Mixed-Mode Math Section . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110Using Mixed-Mode Simulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110

From Single-Device File to Multidevice File . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110File-naming Convention: Mixed-Mode Extension . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112

Chapter 4 Performing Numeric Experiments 113

Specifying Electrical Boundary Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113Changing Boundary Condition Type During Simulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114Mixed-Mode Electrical Boundary Conditions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115

Specifying Thermal Boundary Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116Break Criteria: Conditionally Stopping the Simulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117

Global Contact Break Criteria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117Global Device Break Criteria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118Sweep-specific Break Criteria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119Mixed-Mode Break Criteria. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120

Quasistationary Ramps . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120Ramping Boundary Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121Ramping Quasi-Fermi Potentials in Doping Wells . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122Ramping Physical Parameter Values . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124Quasistationary in Mixed Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126Saving and Plotting During a Quasistationary. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127Extrapolation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127Additional Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129

Relaxed Newton Parameters. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129Continuation Command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130

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Contents

Transient Command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134Numeric Control of Transient Analysis. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135Time-Stepping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136Ramping Physical Parameter Values . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137Extrapolation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138Additional Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138

Relaxed Newton Parameters. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138Transient Ramps . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139Large-Signal Cyclic Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140

Description of Method . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141Using Cyclic Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143

Small-Signal AC Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144AC Analysis in Mixed-Mode Simulations. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144

Example . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145AC Analysis in Single Device Mode. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146

Example . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147Optical AC Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148

Harmonic Balance. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148Modes of Harmonic Balance Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149

MDFT Mode. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149SDFT Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149

Performing Harmonic Balance Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150Solve Spectrum. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151Convergence Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151

Harmonic Balance Analysis Output . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152Device Instance Currents, Voltages, Temperatures, and Heat Components . . . . 152Circuit Currents and Voltages . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153Solution Variables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153

Application Notes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153

Chapter 5 Simulation Results 155

Current File . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155When to Write to the Current File . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155

Example: CurrentPlot Statements. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157NewCurrentPrefix Statement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158Tracking Additional Data in the Current File . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158CurrentPlot Section . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159

Example: Mixed Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161Example: Advanced Options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161Example: Plotting Parameter Values . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162

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Contents

CurrentPlot Options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162Tcl Formulas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163

Dataset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164Function . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165Unit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165Init. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165Formula. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165Finish . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166Examples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168

Device Plots . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169What to Plot . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169When to Plot . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170Snapshots . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171Interface Plots . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172

Log File . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172Extraction File. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173

Extraction File Format . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173Analysis Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175File Section . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176Electrode Section . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176Extraction Section . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176Solve Section . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177

Chapter 6 Numeric and Software-related Issues 179

Structure of Command File. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179Inserting Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180

Solve Section: How the Simulation Proceeds. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181Nonlinear Iterations. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182

Coupled Command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182Coupled Error Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183Damped Newton Iterations. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185Derivatives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186Incomplete Newton Algorithm. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186Additional Equations Available in Mixed Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187Selecting Individual Devices in Mixed Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188

Plugin Command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188Linear Solvers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189Nonlocal Meshes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190

Specifying Nonlocal Meshes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191Visualizing Nonlocal Meshes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191

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Contents

Visualizing Data Defined on Nonlocal Meshes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192Constructing Nonlocal Meshes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193

Specification Using Barrier . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193Specification Using a Reference Surface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194

Special Handling of 1D Schrödinger Equation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195Special Handling of Nonlocal Tunneling Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196Unnamed Meshes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196Performance Suggestions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197

Monitoring Convergence Behavior. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197CNormPrint . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198NewtonPlot . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198Automatic Activation of CNormPrint and NewtonPlot. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199Simulation Statistics for Plotting and Output . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199

Simulation Statistics in Current Plot Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199Simulation Statistics in DOE Variables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200

Save and Load. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201Tcl Command File . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203

Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203sdevice Command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205sdevice_init Command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206sdevice_solve Command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206sdevice_finish Command. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206sdevice_parameters Command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206Flowchart . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207Extraction. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207

Available Inspect Tcl Commands. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208Output Redirection. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209Known Restrictions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209

Parallelization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 210Extended Precision . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212System Command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214

Part II Physics in Sentaurus Device 215

Chapter 7 Electrostatic Potential and Quasi-Fermi Potentials 217

Electrostatic Potential . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217Dipole Layer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218Equilibrium Solution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219

Quasi-Fermi Potential With Boltzmann Statistics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219Fermi Statistics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220

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Contents

Using Fermi Statistics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221Initial Guess for Electrostatic Potential and Quasi-Fermi Potentials in Doping Wells . 221

Regionwise Specification of Initial Quasi-Fermi Potentials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222Electrode Charge Calculation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223

Chapter 8 Carrier Transport in Semiconductors 225

Introduction to Carrier Transport Models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225Drift-Diffusion Model. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226Thermodynamic Model for Current Densities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227Hydrodynamic Model for Current Densities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228Numeric Parameters for Continuity Equation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228Numeric Approaches for Contact Current Computation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229Current Potential . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230

Chapter 9 Temperature Equations 233

Introduction to Temperature Equations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233Uniform Self-Heating . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234

Using Uniform Self-Heating . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235Default Model for Lattice Temperature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236Thermodynamic Model for Lattice Temperature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 237

Using the Thermodynamic Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 238Hydrodynamic Model for Temperatures. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239

Hydrodynamic Model Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242Using the Hydrodynamic Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243

Numeric Parameters for Temperature Equations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243Validity Ranges for Lattice and Carrier Temperatures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243Scaling of Lattice Heat Generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244

References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244

Chapter 10 Boundary Conditions 245

Electrical Boundary Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245Ohmic Contacts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245Modified Ohmic Contacts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 246Contacts on Insulators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247Schottky Contacts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 248

Barrier Lowering at Schottky Contacts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249Resistive Contacts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251Resistive Interfaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256

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Contents

Boundaries Without Contacts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 258Floating Contacts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 258

Floating Metal Contacts. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 258Floating Semiconductor Contacts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 260

Thermal Boundary Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261Boundary Conditions for Lattice Temperature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261Boundary Conditions for Carrier Temperatures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263

Periodic Boundary Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263Robin PBC Approach . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264Mortar PBC Approach . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264Specifying Periodic Boundary Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264

Specifying Robin Periodic Boundary Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 265Specifying Mortar Periodic Boundary Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266

Application Notes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266Specialized Linear Solver for MPBC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266

Discontinuous Interfaces. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 267Representation of Physical Quantities Across Interfaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 267Interface Conditions at Discontinuous Interfaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268Critical Points . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268

References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268

Chapter 11 Transport in Metals, Organic Materials, and Disordered Media 269

Singlet Exciton Equation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 269Boundary and Continuity Conditions for Singlet Exciton Equation . . . . . . . . . . . . . 270Using the Singlet Exciton Equation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271

Transport in Metals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 273Electric Boundary Conditions for Metals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 274

Metal Workfunction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 276Metal Workfunction Randomization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277

Temperature in Metals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 278Conductive Insulators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 278

Chapter 12 Semiconductor Band Structure 283

Intrinsic Density . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283Band Gap and Electron Affinity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283

Selecting the Bandgap Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 284Bandgap and Electron-Affinity Models. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 284

Bandgap Narrowing for Bennett–Wilson Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 285Bandgap Narrowing for Slotboom Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286Bandgap Narrowing for del Alamo Model. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286

Sentaurus™ Device User Guide xiK-2015.06

Contents

Bandgap Narrowing for Jain–Roulston Model. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286Table Specification of Bandgap Narrowing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 288Schenk Bandgap Narrowing Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 289Bandgap Narrowing With Fermi Statistics. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 293

Bandgap Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 294Effective Masses and Effective Density-of-States . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 295

Electron Effective Mass and DOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 295Formula 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 295Formula 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296

Electron Effective Mass and Conduction Band DOS Parameters . . . . . . . . . . . . . . . 296Hole Effective Mass and DOS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 297

Formula 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 297Formula 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 297

Hole Effective Mass and Valence Band DOS Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 298Gaussian Density-of-States for Organic Semiconductors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 298

Multivalley Band Structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301Nonparabolic Band Structure. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 302Bandgap Widening . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 303Using Multivalley Band Structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 304

References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 307

Chapter 13 Incomplete Ionization 309

Overview. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 309Using Incomplete Ionization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 309Multiple Lattice Sites . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 310Incomplete Ionization Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 311Physical Model Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 313References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 314

Chapter 14 Quantization Models 315

Overview. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 315van Dort Quantization Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 316

van Dort Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 316Using the van Dort Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 317

1D Schrödinger Solver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 317Nonlocal Mesh for 1D Schrödinger. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 318Using 1D Schrödinger . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3191D Schrödinger Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 319

Explicit Ladder Specification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 320Automatic Extraction of Ladder Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 320

xii Sentaurus™ Device User GuideK-2015.06

Contents

Visualizing Schrödinger Solutions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3221D Schrödinger Model. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3221D Schrödinger Application Notes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 323

External 2D Schrödinger Solver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 324Application Notes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 325

Density Gradient Quantization Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 326Density Gradient Model. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 326Using the Density Gradient Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 327

Named Parameter Sets for Density Gradient . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 329Auto-Orientation for Density Gradient. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 330

Density Gradient Application Notes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 330Modified Local-Density Approximation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 331

MLDA Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 331Interface Orientation and Stress Dependencies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 332Nonparabolic Bands and Geometric Quantization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 333

Using MLDA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 334MLDA Application Notes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 338

Quantum-Well Quantization Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 338LayerThickness Command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 339

Combining LayerThickness Command and ThinLayer Subcommand . . . . . . . . . . . 340Geometric Parameters of LayerThickness Command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 341

Thickness Extraction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 342References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 344

Chapter 15 Mobility Models 345

How Mobility Models Combine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 345Mobility due to Phonon Scattering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 346Doping-dependent Mobility Degradation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 346

Using Doping-dependent Mobility . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 347Using More Than One Doping-dependent Mobility Model . . . . . . . . . . . . . . . . . 348

Masetti Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 348Arora Model. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 349University of Bologna Bulk Mobility Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 349The pmi_msc_mobility Model. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 352PMIs for Bulk Mobility . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 353

Carrier–Carrier Scattering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 353Using Carrier–Carrier Scattering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 354Conwell–Weisskopf Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 354Brooks–Herring Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 354Physical Model Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 355

Philips Unified Mobility Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 355

Sentaurus™ Device User Guide xiiiK-2015.06

Contents

Using the Philips Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 355Using an Alternative Philips Model. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 356Philips Model Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 356Screening Parameter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 358Philips Model Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 358

Mobility Degradation at Interfaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 360Using Mobility Degradation at Interfaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 360Enhanced Lombardi Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 361

Stress Factors for Mobility Components . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 363Named Parameter Sets for Lombardi Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 364Auto-Orientation for Lombardi Model. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 364

Inversion and Accumulation Layer Mobility Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 364Coulomb Scattering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 365Phonon Scattering. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 367Surface Roughness Scattering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 367Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 368Stress Factors for Mobility Components . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 370Using Inversion and Accumulation Layer Mobility Model . . . . . . . . . . . . . . . . . 371Named Parameter Sets for IALMob. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 371Auto-Orientation for IALMob . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 372

University of Bologna Surface Mobility Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 372Mobility Degradation Components due to Coulomb Scattering . . . . . . . . . . . . . . . . 374

Stress Factors for Mobility Components . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 376Using Mobility Degradation Components . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 376

Remote Coulomb Scattering Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 378Stress Factors for Mobility Components . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 380

Remote Phonon Scattering Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 380Stress Factors for Mobility Components . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 381

Computing Transverse Field . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 381Normal to Interface. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 382Normal to Current Flow . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 382Field Correction on Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 383

Thin-Layer Mobility Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 383Using the Thin-Layer Mobility Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 385

Physical Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 385Stress Factors for Mobility Components . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 387Auto-Orientation and Named Parameter Sets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 387Geometric Parameters. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 388

High-Field Saturation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 388Using High-Field Saturation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 389

Named Parameter Sets for High-Field Saturation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 389

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Contents

Auto-Orientation for High-Field Saturation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 390Extended Canali Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 390Transferred Electron Model. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 391Transferred Electron Model 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 392Basic Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 394Meinerzhagen–Engl Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 394Physical Model Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 395Lucent Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 395Velocity Saturation Models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 396

Selecting Velocity Saturation Models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 396Driving Force Models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 396

Electric Field Parallel to the Current . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 397Gradient of Quasi-Fermi Potential . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 397Electric Field Parallel to the Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 398Hydrodynamic Driving Force. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 399Electric Field. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 400Interpolation of Driving Forces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 400Field Correction Close to Interfaces. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 401

Non-Einstein Diffusivity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 402Monte Carlo–computed Mobility for Strained Silicon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 403Monte Carlo–computed Mobility for Strained SiGe in npn-SiGe HBTs . . . . . . . . . . . . 404Incomplete Ionization–dependent Mobility Models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 404Poole–Frenkel Mobility (Organic Material Mobility) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 405Mobility Averaging. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 406Mobility Doping File . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 407Effective Mobility . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 407

EffectiveMobility PMI Methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 409Using the EffectiveMobility PMI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 409

References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 411

Chapter 16 Generation–Recombination 415

Shockley–Read–Hall Recombination . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 415Using SRH Recombination . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 416SRH Doping Dependence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 417Lifetime Profiles From Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 417SRH Temperature Dependence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 418SRH Doping- and Temperature-dependent Parameters. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 419SRH Field Enhancement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 419

Using Field Enhancement. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 420Schenk Trap-assisted Tunneling (TAT) Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 420Schenk TAT Density Correction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 422

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Contents

Hurkx TAT Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 422Dynamic Nonlocal Path Trap-assisted Tunneling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 423

Recombination Rate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 424Using Dynamic Nonlocal Path TAT Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 425

Trap-assisted Auger Recombination . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 427Surface SRH Recombination . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 428Coupled Defect Level (CDL) Recombination . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 429

Using CDL. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 429CDL Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 430

Radiative Recombination . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 431Using Radiative Recombination . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 431Radiative Model. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 431

Auger Recombination . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 432Constant Carrier Generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 433Avalanche Generation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 434

Using Avalanche Generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 434van Overstraeten – de Man Model. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 435Okuto–Crowell Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 436Lackner Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 437University of Bologna Impact Ionization Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 438New University of Bologna Impact Ionization Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 440Hatakeyama Avalanche Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 442

Driving Force . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 443Anisotropic Coordinate System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 444Usage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 444

Driving Force. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 445Avalanche Generation With Hydrodynamic Transport . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 445

Approximate Breakdown Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 446Using Breakdown Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 447Approximate Breakdown Analysis With Carriers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 448

Band-to-Band Tunneling Models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 449Using Band-to-Band Tunneling. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 449Schenk Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 451

Schenk Density Correction. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 452Simple Band-to-Band Models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 452Hurkx Band-to-Band Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 453Tunneling Near Interfaces and Equilibrium Regions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 454Dynamic Nonlocal Path Band-to-Band Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 454

Band-to-Band Generation Rate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 455Using Nonlocal Path Band-to-Band Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 458Visualizing Nonlocal Band-to-Band Generation Rate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 460

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Contents

Bimolecular Recombination . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 460Physical Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 460Using Bimolecular Recombination . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 461

Exciton Dissociation Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 461Physical Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 461Using Exciton Dissociation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 462

References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 462

Chapter 17 Traps and Fixed Charges 465

Basic Syntax for Traps . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 465Trap Types . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 466Energetic and Spatial Distribution of Traps . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 466

Specifying Single Traps. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 469Trap Randomization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 470

Trap Models and Parameters. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 471Trap Occupation Dynamics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 471Local Trap Capture and Emission . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 473

J-Model Cross Sections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 474Hurkx Model for Cross Sections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 474Poole–Frenkel Model for Cross Sections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 474Local Capture and Emission Rates Based on Makram-Ebeid–Lannoo

Phonon-assisted Tunnel Ionization Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 475Local Capture and Emission Rates From PMI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 476

Trap-to-Trap Tunneling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 476Tunneling and Traps . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 478

Trap Numeric Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 480Visualizing Traps . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 480Explicit Trap Occupation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 482Trap Examples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 483Insulator Fixed Charges . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 484References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 485

Chapter 18 Phase and State Transitions 487

Multistate Configurations and Their Dynamic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 487Specifying Multistate Configurations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 489Transition Models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 490

The pmi_ce_msc Model. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 490States. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 491Transitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 492Model Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 494

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Contents

Interaction of Multistate Configurations With Transport . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 497Apparent Band-Edge Shift. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 497

The pmi_msc_abes Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 498Thermal Conductivity, Heat Capacity, and Mobility . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 499

Manipulating MSCs During Solve . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 499Explicit State Occupations. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 499Manipulating Transition Dynamics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 500

Example: Two-State Phase-Change Memory Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 501References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 502

Chapter 19 Degradation Model 503

Overview. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 503Trap Degradation Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 504

Trap Formation Kinetics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 504Power Law and Kinetic Equation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 504Si-H Density–dependent Activation Energy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 505Diffusion of Hydrogen in Oxide. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 505

Syntax and Parameterized Equations. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 506Device Lifetime and Simulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 508Degradation in Insulators. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 511

MSC–Hydrogen Transport Degradation Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 512Hydrogen Transport . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 513Reactions Between Mobile Elements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 514Reactions With Multistate Configurations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 516The CEModel_Depassivation Model. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 518Using MSC–Hydrogen Transport Degradation Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 520

Two-Stage NBTI Degradation Model. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 521Formulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 522Using Two-Stage NBTI Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 524

Hot-Carrier Stress Degradation Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 526Model Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 526

Single-Particle and Multiple-Particle Interface-Trap Densities . . . . . . . . . . . . . . 526Field-enhanced Thermal Degradation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 528Carrier Distribution Function . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 529Bond Dispersion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 530

Using the HCS Degradation Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 531References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 533

xviii Sentaurus™ Device User GuideK-2015.06

Contents

Chapter 20 Organic Devices 535

Introduction to Organic Device Simulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 535References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 536

Chapter 21 Optical Generation 539

Overview. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 539Specifying the Type of Optical Generation Computation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 540

Optical Generation From Monochromatic Source. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 542Illumination Spectrum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 542

Multidimensional Illumination Spectra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 543Enhanced Spectrum Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 544

Loading and Saving Optical Generation From and to File . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 547Constant Optical Generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 548Quantum Yield Models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 549

Optical Absorption Heat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 550Specifying Time Dependency for Transient Simulations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 552

Solving the Optical Problem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 555Specifying the Optical Solver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 556

Transfer Matrix Method . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 556Finite-Difference Time-Domain Method . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 556Raytracing. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 558Beam Propagation Method . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 560Loading Solution of Optical Problem From File . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 560Optical Beam Absorption Method . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 561

Setting the Excitation Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 561Illumination Window . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 562Spatial Intensity Function Excitation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 567

Choosing Refractive Index Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 569Extracting the Layer Stack. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 569Controlling Computation of Optical Problem in Solve Section . . . . . . . . . . . . . . . . 571

Parameter Ramping. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 572Complex Refractive Index Model. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 574

Physical Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 574Wavelength Dependency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 575Temperature Dependency. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 575Carrier Dependency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 576Gain Dependency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 577

Using Complex Refractive Index . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 577Complex Refractive Index Model Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 582

C++ Application Programming Interface (API). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 583

Sentaurus™ Device User Guide xixK-2015.06

Contents

Shared Object Code . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 588Command File of Sentaurus Device. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 588

Raytracing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 589Raytracer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 589Ray Photon Absorption and Optical Generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 592Using the Raytracer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 593Terminating Raytracing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 594Monte Carlo Raytracing. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 594Multithreading for Raytracer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 595Compact Memory Model for Raytracer. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 596Window of Starting Rays. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 596

User-Defined Window of Rays . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 597Distribution Window of Rays. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 597

Boundary Condition for Raytracing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 599Fresnel Boundary Condition. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 600Constant Reflectivity and Transmittivity Boundary Condition . . . . . . . . . . . . . . 600Raytrace PMI Boundary Condition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 601Thin-Layer-Stack Boundary Condition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 602TMM Optical Generation in Raytracer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 603Diffuse Surface Boundary Condition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 605Periodic Boundary Condition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 607

Virtual Regions in Raytracer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 608External Material in Raytracer. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 609Additional Options for Raytracing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 609Redistributing Power of Stopped Rays . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 610Weighted Interpolation for Raytrace Optical Generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 610Visualizing Raytracing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 611Reporting Various Powers in Raytracing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 611Plotting Interface Flux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 612Far Field and Sensors for Raytracing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 614Dual-Grid Setup for Raytracing. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 617

Transfer Matrix Method . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 619Physical Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 619

Rough Surface Scattering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 621Using Transfer Matrix Method . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 624

Using Scattering Solver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 626Loading Solution of Optical Problem From File . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 634

Importing 1D Profiles Into Higher-dimensional Grids . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 636Ramping Profile Index. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 637

Optical Beam Absorption Method . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 638Physical Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 638

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Contents

Using Optical Beam Absorption Method . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 639Beam Propagation Method . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 640

Physical Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 641Bidirectional BPM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 641Boundary Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 642

Using Beam Propagation Method . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 642General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 642Bidirectional BPM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 644Excitation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 644Boundary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 647Ramping Input Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 648Visualizing Results on Native Tensor Grid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 648

Controlling Interpolation When Loading Optical Generation Profiles. . . . . . . . . . . . . . 649Optical AC Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 652References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 653

Chapter 22 Radiation Models 655

Generation by Gamma Radiation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 655Using Gamma Radiation Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 655Yield Function . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 656

Alpha Particles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 656Using Alpha Particle Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 656Alpha Particle Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 657

Heavy Ions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 658Using Heavy Ion Model. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 658Heavy Ion Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 659Examples: Heavy Ions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 661

Example 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 661Example 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 662Example 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 662

Improved Alpha Particle/Heavy Ion Generation Rate Integration . . . . . . . . . . . . . . . . . 663References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 664

Chapter 23 Noise, Fluctuations, and Sensitivity 665

Using the Impedance Field Method . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 665Specifying Variations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 666Specifying the Solver. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 667Analysis at Frequency Zero . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 667Output of Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 668

Noise Sources . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 670

Sentaurus™ Device User Guide xxiK-2015.06

Contents

Common Options. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 670Diffusion Noise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 671Equivalent Monopolar Generation–Recombination Noise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 672Bulk Flicker Noise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 672Trapping Noise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .