DEVICE transient 模擬一直錯誤

device

#1

最近在跑一個transient simulation 一直出現錯誤信息:
“The mesh is valid but may not be adequately refined”
之前看過別人建議, 解決這個錯誤的方法是試著調高 max refine steps 但是我一直增加卻還是出現這個錯誤讓我無法繼續simulation, 請問各位遇過類似的狀況還可以怎麼調整自己的模擬呢? 感謝各位!


#2

以后请就一个问题仅发一个帖子,否则另外的可能被删除。
这个錯誤信息可能包括很多不同的错误,例如网格的最大最小值、掺杂、界面设置等。请仔细检查掺杂等,另外可以将材料界面设置为没有复合损耗(no recombination loss)测试;或者调高最小的网格(当前是5纳米,你可以先测试10纳米)测试等等。如果你是正式用户,也可以通过邮件联系,并将源文件发来,我们检查一下。

对于你的英语帖子,信息更多,我给与下面回复:

This message “A maximum error of 0.000212349 (0.0001) remains” implies that the solver just did not converge. If you allow a little larger iteration error, this message can be gone.

on the other hand, it may indicate that some regions need finer mesh, such as the areas under the gates. you can add mesh there to make local mesh finer. Unfortunately addchargemesh (and addmesh) does not work well inside “model” currently, so please copy your script in the model to a separate lsf file and give the variable values at the same file. then you can use “addmesh” for 2015 version inside the script file, and make it finer as to 0.005um. this may help .

由于我们没有你的自输入Matlab文件,你只好自己测试了。


#3

感謝先生您的回饋. 知道了, 以後會更加注意! 不過我有點不是很明白您的意思:

1). 摻雜的部分不了解, 因為我是照著文章提到的製程技術所建議doping的concentration, 您是建議doping的哪種參數需要檢查以達收斂呢? 以及您提到的"界面設置", 是不是就是要注意在介面加mesh呢?

2). 為什麼建議"調高" 最小網格(min edge length)呢? 調低不會比較細緻嗎?

3). 您也建議 “If you allow a little larger iteration error, this message can be gone.” 這個iteration error 是在Device solver裡對應哪一個property來調整呢? 是 Convergence control 嗎?

4). 最後將材料介面設為no recombination loss, 您是指到material database 裡到surface properties 的page裡將interface的材料移除嗎? 當模擬考慮表面缺陷複合效應時是不是合乎物理呢?

感謝您!


#4

1). 摻雜一般应该检查其浓度,位置以及Doping profile参数。

“界面設置”, 是指的不同材料之间的 recombination损耗特性。参见下图

2).建議"調高" 最小網格(min edge length)是为了快速得到结果。因为这个是全局参数,如果某局部区域需要調低,可以用细化网格,也就是addmesh的那种。

3). 您也建議 “If you allow a little larger iteration error, this message can be gone.” 這個iteration error 是在Device solver裡對應哪一個property來調整呢? 是 Convergence control 嗎?
参见这个帖子
abs lte limit:迭代结果的最小允差。如果实际的迭代误差小于此数值,软件将自动增加时间步长
rel lte limit:迭代结果的相对允差。如果实际的迭代误差小于此数值,软件将自动增加时间步长。
不是Convergence control 。

4). 最後將材料介面設為no recombination loss, 您是指到material database 裡到surface properties 的page裡將interface的材料移除嗎? 當模擬考慮表面缺陷複合效應時是不是合乎物理呢?
A:这个是为了防止 recombination参数设置不合理而建议的。实际器件应该考慮表面缺陷複合效應。


#5

先生您好:
我的transient simulation 依舊無法運行! 如圖, 關於CHARGE裡面的特性我已調整如下:

1). global iteration limit/ poisson iteration limit 均相當大.
2). max refine steps 亦相當大(default是20000).
3). transient min time step 遠大於1000fs. (來自這篇的建議:Transient Solver Convergence)
4). min edge length = 0.001 相當地小(要跑很久)
5). 我在 gate 和一些 highly doppded的地方置放override mesh並設定max edge length=0.001*1e-6 非常小
6).值得注意的是, 根據之前的建議

“This message “A maximum error of 0.000212349 (0.0001) remains” implies that the solver just did not converge.
If you allow a little larger iteration error, this message can be gone.”

但是我的疊代允差(abs lte limit & rel lte limit)已經從原先缺省值0.01上調至10這麼大, 為什麼結果依舊無法coverge!?

能不能給我犧牲允差換取計算機程序convergence的建議 ?

7). 另外, 不知道有沒有幫助, 我的錯誤訊息時常包括這條:

Error: Error in function boost::math::expm1(long double):Overflow Error
… solver failed

這能指引什麼嗎?? 實在找不錯誤來!!

十分感謝您!!


#6

首先,请先测试Steadystate稳态仿真是否收敛。在收敛的情况下,再做瞬态Transient仿真比较容易些。
其次,因为你没有附加文件,不知道你是否在Gate下面添加了细化网格。稳态测试结果显示,电流密度主要集中在Gate下表面,这里应该用更细的网格,而不是整个区域的最小网格变小。
下面就你的问题逐一回答:
1). global iteration limit/ poisson iteration limit 均相當大.
A:这个是Solver跌代的最大次数。
2). max refine steps 亦相當大(default是20000).
A: 一般也不必如此大,不过没有关系,问题不在这里。
3). transient min time step 遠大於1000fs. (來自這篇的建議:Transient Solver Convergence)
A:这个应该不能太大,当然也不能太小。根据这个帖子,要分辨energy relaxation time。如果时间步长太大显然不能分辨。按原帖子,建议500fs。
4). min edge length = 0.001 相當地小(要跑很久)
A:如我的第一次回答,一般应增加此值,而不是减小。局部区域需要细网格,可以另外添加Mesh,如Gate下面,可以用0.01微米。
5). 我在 gate 和一些 highly doppded的地方置放override mesh並設定max edge length=0.001*1e-6 非常小
A:太小的话影响仿真计算速度。
6).值得注意的是, 根據之前的建議
"This message “A maximum error of 0.000212349 (0.0001) remains” implies that the solver just did not converge.
If you allow a little larger iteration error, this message can be gone."
但是我的疊代允差(abs lte limit & rel lte limit)已經從原先缺省值0.01上調至10這麼大, 為什麼結果依舊無法coverge!?
A:这个是控制仿真时所用时间不长的,不是控制Convergence。请参见第一条回答。
Q:能不能給我犧牲允差換取計算機程序convergence的建議 ?
A:现在的问题可能不是这个问题。见后面解释。
7). 另外, 不知道有沒有幫助, 我的錯誤訊息時常包括這條:
Error: Error in function boost::math::expm1(long double):Overflow Error
… solver failed
A:这个仍然说明结果不Convergent。
建议如下:
1:将仿真区方向小于结构的X方向
2:将Fermi Statistics Enabled
3:transient min time step 选为500fs或200,可以增加其最大值Max,具体大小由软件根据迭代结果自己选。但是如果最小值太大就可能不能得到收敛结果
4:测试稳态是否收敛
5:减小输入光的功率Illumination power scaling/给出一定的shutter tslew (快门先斜线上升,而不是突然上升)看看是否能得到收敛结果。

请将你调整后的文件发来我们检查一下。


#7

好的感謝您! 請問發信給你們的email信箱是? 不知道怎麼發信給您.


#8

我们这边也在测试,如果有你最新的文件最好。你可以发信至
support.cn@lumerical
并在主题栏指明KX1230。