DEVICE: laser 구조에 3D 시물레이션 문제로 질문드립니다.

안녕하세요. lumerical을 사용하는 user입니다.

DEVICE Charge Transport Solver 3D 시물레이션 오류에 대하여 질문있습니다. 아래 그림 (파일) 구조와 같이, 양쪽에 있는 전극을 통해 carrier를 주입하고 싶습니다. 2D 시물레이션 (2D x-normal, y-normal, z-normal) 은 오류 없이 모든 결과값이 잘 도출됩니다.
하지만 3D 시물레이션으로 하였을때, 아래 그림과 같은 오류가 계속해서 발생합니다. 이에 "charge"의 "mesh"에서 "Global Mesh Constrains"를 min 값 0.001~0.01 (um) max 값 1~10(um)변화를 시켜도 보았으며, "max refine steps"를 100000 (기본값을 5배) 까지 올라보았으며, "advanced options"에 "geometry algorithm"을 algorithm2로 바꾸어도 보았으나, 해결되지 않았습니다.
어떻게 오류를 해결 할 수 있을까요? 아래 파일을 첨부드립니다.

전체적으로 laser구조이며, 가운데 얅은 cavity (빛이 방출되는 곳) 와 cavity 양 옆에 air로 구성된 mirror를 달아서 빛을 가두는 구조입니다 (GDS파일). 각 mirror의 바깥쪽에 전극을 달아 이구조로 통해서 carrier를 주입하고 싶습니다.
결론적으로 얻고 싶은 것은 VI그래프 (전압에 따라 (0.1~0.7V) 변하는 전류)입니다.

안녕하세요, @sonbongkwon

첨부하신 파일에서 3d 시뮬레이션 시 문제가 발생하는 것은, 전체적으로 시뮬레이션 영역이 큰데다 복잡한 구조를 포함하고 있어서, solver 가 mesh 를 생성하는 데 어려움이 있기때문입니다. 시뮬레이션 파일을 실행하고 메모리의 소모 정도를 살펴보면 지속적으로 메모리를 차지하는 것으로 보아 현 상태로는 제대로 mesh 를 생성할 수 없을 것으로 보여집니다.
따라서, 시뮬레이션의 영역을 줄이고 시뮬레이션에 꼭 필요한 구조물만을 남겨둠으로써 전체적으로 시뮬레이션을 단순화/간소화 시키는 방법을 찾아보는 것이 바람직하다 볼 수 있습니다.

  • 좌우의 grating 구조물은 그 크기도 크고, 모양도 상당히 복잡한데, 사실 이 영역은 charge solver 의 결과에 크게 영향을 주지 않으므로 무시를 해도 무방하리라 생각합니다. 그 이유는 grating 을 포함한 doping 영역에서 그 doping level 이 높아서 potential 의 변화는 무시할 정도라고 볼 수 있기 때문입니다. 따라서, 실제 시뮬레이션에서 grating 부분은 disable 을 하고, emitter 와 base 를 중앙부쪽으로 좀 더 가져와서 시뮬레이션 영역을 줄이더라도 시뮬레이션 결과에는 큰 차이가 없으리라 생각됩니다.

  • 이 시뮬레이션에서 가장 중요한 영역은 중앙부의 좁은 channel 이므로, 주변의 etching 된 영역에 해당하는 두 polygon 영역은 시뮬레이션에 모두 포함시킬 필요가 없어 보입니다. 따라서’CHARGE’ 의 y span 을 줄여서 시뮬레이션 영역을 추가로 줄여주어도 될 듯 합니다.

위의 내용을 바탕으로 하여 수정한 파일 [EGL_originer_modified.fsp]을 첨부합니다.

이와는 별개로 ‘N_type_e+20’ 개체의 dopant type 이 ‘p’ type 으로 잘못 설정이 되어 있어서 이를 ‘n’ type 으로 바꾸어 주었습니다.

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