Introduction to Medici

Medici is a powerful device simulation program that can be used to simulate the behavior of MOS, BJT and other semiconductor devices. Medici是一款强大的半导体器件模拟程序，特别用于模拟MOS、BJT等半导体设备的行为。它通过建模设备内部二维（2D）电势分布和载流子浓度来预测在任意偏置条件下的电气特性。这款工具广泛应用于集成电路设计和半导体物理的研究中。 Medici的核心在于对一系列物理方程的数值求解，包括泊松方程、连续性方程和输运方程。泊松方程描述了电势与电荷密度之间的关系，而连续性方程则涉及载流子的浓度变化。输运方程则涉及到载流子的迁移率、少数载流子寿命以及碰撞电离等物理过程。为了求解这些方程，Medici采用Gummel和牛顿迭代两种方法，将连续方程离散化为数值微分方程。 在进行模拟时，首先要定义设备参数。例如，指定材料参数如衬底浓度（Psub）、扩散长度（Ld）和设备总长度（length），单位通常是浓度-立方厘米、剂量-平方厘米、尺寸-微米。此外，还需要定义网格布局，以控制模拟的精度和计算效率。网格的设置包括在x和y方向上放置节点的位置，以及在特定位置设置节点的数量。通过调整网格间距（h1）和消除某些区域的网格点（elimin），可以优化计算性能并减少不必要的复杂性。 模拟步骤主要包括： 1. 定义设备：设置参数和网格结构。 2. 解方程：利用Gummel和牛顿法求解泊松方程、连续性方程和输运方程。 3. 绘制结果：展示电势、载流子浓度和其他关键参数的二维分布图。 Medici的使用不仅限于基础研究，还可以用于优化半导体器件的设计，预测其在不同工作条件下的性能。通过反复迭代和修改参数，设计师可以评估新设计的可行性，减少实验次数，降低成本，并提高器件的性能。 在TCAD（Technology Computer-Aided Design）领域，Medici是不可或缺的工具之一，它能够帮助工程师和科学家深入理解半导体器件的工作机理，预测和解决潜在的问题。对于学习和应用半导体物理、集成电路设计的人来说，掌握Medici的使用技巧是至关重要的。通过熟悉这个软件，可以提升在微电子领域进行创新和解决问题的能力。