<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">vestift</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия физико-технических наук</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Physical-technical series</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">1561-8358</issn><issn pub-type="epub">2524-244X</issn><publisher><publisher-name>The Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.29235/1561-8358-2024-69-4-329-339</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">vestift-868</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>РАДИОЭЛЕКТРОНИКА, ПРИБОРОСТРОЕНИЕ</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>RADIOELECTRONICS, INSTRUMENT-MAKING</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Приборно-технологическое моделирование p–n+-перехода в прямоугольной и цилиндрической системах координат</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>The device-process simulation of p–n+ junction in rectangular and cylindrical coordinate systems</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0009-0007-9370-8006</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Лагунович</surname><given-names>Н. Л.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Lagunovich</surname><given-names>N. L.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Лагунович Наталия Леонидовна – кандидат технических наук, ведущий инженер</p><p>ул. Корженевского, 12, 220108, Минск</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Nataliya L. Lagunovich – Cand. Sci. (Engineering), Advanced Engineer</p><p>12, Korzhenevskii Str., 220108, Minsk</p></bio><email xlink:type="simple">n_dudarby@tut.by</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>Филиал «Научно-технический центр “Белмикросистемы” Открытого акционерного общества “ИНТЕГРАЛ” – управляющая компания холдинга “ИНТЕГРАЛ”»</institution></aff><aff xml:lang="en"><institution>Affiliate Research &amp; Design Center “Belmicrosystems” of Openly Joint-Stock Company “INTEGRAL” – “INTEGRAL” Holding Managing Company</institution></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2024</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>09</day><month>01</month><year>2025</year></pub-date><volume>69</volume><issue>4</issue><fpage>329</fpage><lpage>339</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Лагунович Н.Л., 2025</copyright-statement><copyright-year>2025</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Лагунович Н.Л.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Lagunovich N.L.</copyright-holder><license xml:lang="ru" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.</license-p></license><license xml:lang="en" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://vestift.belnauka.by/jour/article/view/868">https://vestift.belnauka.by/jour/article/view/868</self-uri><abstract><p>Выполнено приборно-технологическое моделирование кремниевого p–n+-перехода как в прямо- угольной (декартовой), так и в цилиндрической системах координат. В данной полупроводниковой структуре р-область является базой, а n+-область выполняет функцию эмиттера в биполярном транзисторе n–p–n-типа. Структура исследованного перехода получена в соответствии с технологическим процессом его изготовления, разработанным с помощью двухмерного моделирования с применением программы TSuprem4, входящей в состав программного комплекса фирмы Synopsys. Технологическое моделирование позволило определить конструктивно-технологические параметры исследуемой структуры p–n+-перехода, что дало возможность провести ее приборное проектирование в цилиндрической и в декартовой системах координат с применением программы Medici, которая также входит в состав комплекса программ фирмы Synopsys. С помощью Medici рассчитаны прямые и обратные ветви вольт-амперной характеристики p–n+-перехода для случаев моделирования в указанных типах систем координат и, соответственно, определен ряд электрофизических параметров структуры перехода. Путем сравнения данных, полученных методом приборно-технологического моделирования, установлено, что рассматриваемая структура может рассчитываться в обоих типах систем координат с высокой степенью точности, так как разброс конструктивно-технологических параметров, определенных при технологическом моделировании для разных систем координат, составил 2,6–7,4 %, а разброс электрофизических параметров, вычисленных в процессе приборного моделирования, – 0,09– 8,64 %. Результаты исследования были применены при проектировании новых изделий электронной техники, в основе которых лежит один и более p–n-переходов, при разработке и оптимизации технологических маршрутов их изготовления. </p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>The silicon p–n+ junction device-process modeling in both rectangular (Cartesian) and cylindrical coordinate systems was executed. In this semiconductor structure the p-region is the base and the n+-region performs the function of an emitter in an n–p–n-type bipolar transistor. The structure of the p–n+ junction explored in this work was obtained in accordance with the manufacturing process by two-dimensional modeling using the TSuprem4 program, which is part of the Synopsys software package. The process simulation allowed  determination of constructive-technological parameters of investigated p–n+ junction structure, which made it possible to carry out its device modeling in cylindrical and Cartesian coordinate systems using the Medici program, which is also part of the Synopsys software package. Direct and reverse branches of the p–n+ junction current-voltage characteristic were computed for modeling cases in these types of coordinate systems and, accordingly, a number of the junction structure electrophysical parameters were determined as a result of calculations performed by Medici. By comparing the data obtained by the method of device-process modeling it was found that the considered structure can be calculated in both types of coordinate systems with a high degree of accuracy, since the dispersion  of constructive-technological parameters defined by technological modeling in different coordinate systems was 2.6–7.4 %, and the dispersion of electrophysical parameters calculated by in device simulation was 0.09–8.64 %. The obtained research results were applied in the design of new electronic products based on one or more p–n junctions, in the development and optimization of its making process flows.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>p–n-переход</kwd><kwd>приборно-технологическое моделирование</kwd><kwd>система координат</kwd><kwd>технологический процесс</kwd><kwd>конструктивно-технологический параметр</kwd><kwd>электрофизический параметр</kwd><kwd>вольт-амперная характеристика</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>p–n junction</kwd><kwd>device-process simulation</kwd><kwd>coordinate system</kwd><kwd>technological process</kwd><kwd>constructive-technological parameter</kwd><kwd>electrophysical parameter</kwd><kwd>volt-ampere characteristic</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">МОП-СБИС. Моделирование элементов и технологических процессов / П. Антонетти [и др.]; под общ. ред. П. Антонетти. – М.: Радио и связь, 1988. – 490 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Antonetti P., Antoniadis D. A., Dutton R. W., Oldham W. G. (eds.). Process and Device Simulation for MOS-VLSI Circuits. Springer, 1983. 636 p. (NATO Science Series E: Applied Science; no. 62).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Абрамов, И. И. Лекции по моделированию элементов интегральных схем / И. И. Абрамов. – М.; Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2005. – 152 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Abramov I. I. Lectures on Simulation of Integrated Circuits Elements. Moscow, Izhevsk, NITS “Regulyarnaya i haoticheskaya dinamika” Publ., 2005, 152 p. (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Зи, С. Физика полупроводниковых приборов: в 2 кн.: пер. с англ. / С. Зи. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Мир, 1984. – Кн. 1. – 456 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Sze S. Physics of Semiconductor Devices. 2nd ed. John Wiley &amp; Sons, Ltd., 1981. xiv, 812 p.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Маллер, Р. Элементы интегральных схем / Р. Маллер, Т. Кейминс. – М.: Мир, 1989. – 630 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Muller R. S., Kamins T. I. Device Electronics for Integrated Circuits. 2nd ed. John Wiley &amp; Sons, Ltd., 1986. 524 p.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Дудар, Н. Л. Моделирование электрических характеристик и расчет конструктивных параметров кремниевого стабилитрона с напряжением стабилизации 6,5 В / Н. Л. Дудар, В. С. Сякерский, Н. Н. Корытко // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. – 2009. – № 3. – С. 10–12.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Dudar N. L., Syakerskiy V. S., Korytko N. N. The electric characteristics simulation and structural parameters calculation of Si based stabilitron with stabilizing voltage 6.5 V. Tekhnologiya i konstruirovanie v elektronnoi apparature [Technology and Construction in Electronic Equipment], 2009, no. 3, pp. 10–12 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Дудар, Н. Л. Приборно-технологическое моделирование дискретного кремниевого стабилитрона с напряжением стабилизации 6,5 Вольт / Н. Л. Дудар, В. М. Борздов // Электроника-инфо. – 2011. – № 2. – С. 77–80.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Dudar N. L., Borzdov V. M., Korytko N. N. The device-technological simulation of the discrete Si based stabilitron with stabilizing voltage 6.5 V. Elektronika-info [Electronics-Info], 2011, no. 2, pp. 77–80 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Лагунович, Н. Л. Моделирование влияния типа эпитаксиальной пленки на электрические характеристики высоковольтных кремниевых диодов / Н. Л. Лагунович, А. С. Турцевич, В. М. Борздов, // Вес. Нац. акад. навук Беларусi. Сер. фiз.-тэхн. навук. – 2015. – № 2. – С. 98–102.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Lagunovich N. L., Turtsevich A. S., Borzdov V. M. Simulation of influence of epitaxial film type on electrical characteristics of high-voltage silicon diodes. Vestsi Natsyyanal’nai akademii navuk Belarusi. Seryya fizika-tekhnichnykh navuk = Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Physical-technical series, 2015, no. 2, pp. 98–102 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Лагунович, Н. Л. Моделирование высоковольтного кремниевого диода, построение зависимостей его плотности тока от температуры / Н. Л. Лагунович // Проблемы разработки перспективных микро- и наноэлектронных систем: сб. тр. IХ Всерос. науч.-техн. конф., Москва, 5–8 окт., 2020 г.: в 4 вып. – М., 2020. – Вып. 2. – С. 22–28.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Lagunovich N. L. High-voltage silicon diode simulation, the dependences of its current density from temperature construction. Problemy razrabotki perspektivnykh mikro- i nanoelektronnykh sistem: sbornik trudov IХ Vserossiiskoi nauchno-tekhnicheskoi konferentsii, Moskva, 5–8 oktyabrya, 2020 g. [Problems of Advanced Micro- and Nanoelectronic Systems Development: Сollection of Works of the IX All-Russian Scientific and Technical Conference, Moscow, October 5–8, 2020]. Mosсow, 2020, Iss. 2, pp. 22–28 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Dudar, N. L. The Simulation of PNP-Transistor as an Element of High-Voltage Integrated Circuits by Various Parameters of Epitaxial Film / N. L. Dudar, V. M. Borzdov // 8th Proc. of IEEE East-West Desighn &amp; Test Symposium, St. Petersburg, Russia, September 17–20, 2010. – P. 262–263.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Dudar N. L., Borzdov V. M. The Simulation of PNP-Transistor as an Element of High-Voltage Integrated Circuits by Various Parameters of Epitaxial Film. 8th Proceedings of IEEE East-West Desighn &amp; Test Symposium. St. Petersburg, 2010, pp. 262–263.</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
