FDCharge 控制面板

本节是关于FDCharge仿真控制面板的介绍。

有限差分载流子传输(Finite Difference Charge Transport, FDCharge)求解器是一种求解泊松和载流子输运方程的光有源求解器，适用于模拟半导体器件的载流子传输。

其控制面板相关按钮功能如下所示：

FDCharge 功能区

FDCharge求解器拥有不同于无源求解器的功能选项，其拥有独立的掺杂设置以及有源参数监视器等，具体功能按钮如下所示：

name	Description
Constant Doping	添加均匀掺杂，添加均匀掺杂区域。
Diffusion Doping	添加函数掺杂，添加函数掺杂区域。
Import Generations	导入生成率，该选项用于导入无源仿真生成的光电子生成率，一般用在探测器的仿真设计中。
Device Monitors	添加有源参数监视器，记录区域内的光电场分布。
Analysis Group	添加分析组。
Mesh	添加自定义网格。
To Run	运行仿真。

此为FDCharge求解器的设置，用来定义掺杂的半导体。注意: 掺杂只会作用于半导体材料，其他区域的掺杂在计算中会自动屏蔽，所以不用担心掺杂区域不在半导体区域会对计算有所影响。

支持有均匀掺杂和函数掺杂两种方式。掺杂是累加的，当一个区域拥有多个掺杂对象时，净掺杂值是这些掺杂浓度的总和。N型和P型掺杂具有相反的符号，它们会互相抵消。

固定掺杂浓度的半导体，该对象用于用户定义一个固定掺杂浓度的区域，可以输入区域的几何形状以及参数。

其中掺杂参数具体意义如下：

name	Description
General	设置掺杂对象名称。
X/Y/Z	设置掺杂区域的中心位置与范围。
Dopant	掺杂设置。Dopant Type：选择掺杂类型，p为空穴掺杂，n为电子掺杂；Concentration：掺杂浓度，单位为每立方厘米原子数。

使用函数掺杂的半导体，其由分布函数来确定浓度分布。分布函数有以下两种：1.恒定表面源扩散（erfc function）；2.有限表面源扩散（gaussian function）。

其中函数掺杂的参数具体意义如下：

该选项用于导入无源仿真生成的光电子生成率，一般用于光电探测器的仿真设计中。

FDCharge求解器内置有源参数监视器（Device monitor）。通常情况下，监视器应当与FDCharge计算范围一致。

该监视器可以记录光学、电学等相关参数，具体参数如下：

Name	Physical Quantities	Units	Description
Electrostatics	E	V/m	静电场
	V	V	电势
	Ei	eV	固有内能
	Ec	eV	导带
Bandstructure	Ev	eV	价带
	Efn	eV	电子准费米能级
	Efp	eV	空穴准费米能级
	ND	$cm^{-3}$	施主浓度
Doping	NA	$cm^{-3}$	受主浓度
	N	$cm^{-3}$	净掺杂密度（N=NA-ND）
	n	$cm^{-3}$	空穴浓度
	p	$cm^{-3}$	电子浓度
Charge	np	$(cm^{-3})$	浓度积（np=sqrt(n*p)）
	jn	$A/(cm^{2})$	电子电流密度
	jp	$A/(cm^{2})$	空穴电流密度
	J	$A/(cm^{2})$	总电流密度（jn-jp）
Recombination	G	$s/cm^{-3}$	导入生成率
	dn		n的变化
Delta Index	dk		k的变化
	Depsr		介电常数的变化