silvaco TCAD 仿真速成手册
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发布者：kongfuzi
热度4票 浏览33次 时间：2010年2月26日 09:01
silvaco TCAD 仿真速成手册
第1章: 简介
该指南手册针对首次应用SILVACO TCAD软件的新用户。 它旨在帮助新用户在几分钟时间内快速并成功安装和运行该软件。
该指南也演示如何快速有效查看手册，查找仿真器中使用的所有参数的解释和定义。它也参照相应章节，来理解等式以及其使用的根本规则。
关于进一步的阅读和参考，用户可参照SILVACO网站的技术支持部分， 那里有丰富的技术材料和发表文献。
第2章: 快速入门
2.1: DeckBuild运行时间环境窗口
\是富含多样特征的运行时间环境， 它是快速熟悉SILVACO的TCAD软件的关键。 Deckbuild 主要特征包括： 自动创建输入文件、编辑现有输入文件，创建DOE，强大的参数提取程序和使得输入文件中的参数变量化。
更重要的是，DeckBuild包含好几百个范例，涵盖多种电学、光学、磁力工艺类型，便于首次使用该工具的用户。
使用入门
用户可打开一个控制窗口，创建一个目录，用于保存该指南范例将创建的临时文件。 例如，要创建或重新部署一个名为\的目录，在控制窗口键入：
mkdir tutorial cd tutorial
然后键入下列命令开启deckbuild运行环境：
deckbuild
屏幕上将出现类似于图2.1的DeckBuild运行时间环境。
GUI界面包括两部分： 上部窗口显示当前输入文件，而下部显示运行输入文件时创建的输出。
图2.1 DeckBuild 运行时间界面GUI
2.2: 载入和运行范例
输入文件可以由用户创建或者从范例库中加载。 为了熟悉软件语法，最好载入第一个实例中范例。要从deckbuild运行时间环境的GUI载入范例，可点击：
Main Control... Examples(范例)...
屏幕将弹出一个窗口显示一列47个类别的范例。图2.2显示首15个类型范例。要查看剩余的类别，则使用窗口右侧的滑动条滚动选择。
图2.2 首15个类别的DeckBuild 范例
只需双击该类别，即可查看每个类别的范例。 如果双击首个类别\，\则得到如图2.3显示的列表。 该类别有15个范例。
图2.3 MOS 应用范例列表
双击任何期望的范例，即可查看其解释。 双击首个范例\Id/Vgs and Threshold Voltage Extraction\，可查看该范例的解释。 结果如图2.4显示。 滚动拉下窗口可浏览全部解释。
图2.4 范例描述窗口
为了在DeckBuild运行环境中载入特定范例， 点击\Examples\窗口右上部的\按钮。 DeckBuild主窗口如图2.5显示。
图2.5 DeckBuild已载入输入文件
按下\按钮即可运行范例。运行完成后，屏幕出现两个图。第一个为显示仿真过程中网路掺杂的彩色轮廓图，第二个则是简单的阈值电压Vg 相对 Id图。它们分别为如图2.6和图2.7所示。 一旦选中\按钮，结构文件和线图既加载在当前工作目录中，因此不必运行仿真即可浏览结果。
图2.6 显示网路掺杂的工艺仿真结构
图2.7显示Vg相对Id的器件仿真线图
2.3: 查看结果
SILVACO的浏览工具\是一个功能丰富的绘图工具。该指南中仅介绍它的某些基本性能。当SILVACO的TCAD软件包中保存一个结构文件或一个线图时，创建结构文件或线图的所有参量将自动包含仅该文件，供绘图之用。
例如在结构文件绘图中，如果想要绘制其他变量如\Concentration\则如下点击：
Plot... Display... Define... Contours...
然后向下滚动选择\方框，得到一组可绘制变量。 如果按照该顺序执行，将出现两个另外的GUI 显示，如图所示2.8。 选择新的参量并点击\。
图2.8 选中可绘制变量的相关GUI
运行时常需要查看一个图表的\片断。 这时，关闭其它相关绘图相关视窗，点击\然后返回主要视图和选择下列命令： Tools... Cutline...
现在将使用默认\方框，但在\中也可以选择水平或交叉的cutline方框。 返回主图，在cutline起点处点击并按住鼠标左键。竖向直拖动鼠标，到cutline终点处松开鼠标。松开左键后，cutline图表将自动显示当前现实的参量的cutline。完成操作后点击cutline方框上的 \键。
要在新cutline图上覆盖显示其他变量，则左击线图，使之变为当前视图（图表的白色边框表示它为激活现行图表）。然后点击：
Plot... Display...
来选择要覆盖在线图上的其它参量。 例如，如果在线图上添加Arsenic, Boron和Phosphorus，它应该显示在图2.9上。 Vg 相对Id 曲线也有相似命令，使它可以在线图上覆盖显示其它电学参量。
图2.9 Cutline图
总的来说，在终端或控制窗口键入\，可绘制一个文件；或者在DeckBuild中，通过高亮文件名并按下列顺序操作命令，直接绘制结构。
Tools... Plot... Plot Structure
要自动绘制一个仿真中创建的结构文件，只需简单添加语句：
structure outfile= tonyplot
至输入文件，仿真器将保存创建的器件文件直至输入文件中该点。仿真器在达到该点之后，即自动绘制结构。用户可在仿真过程中的任意点绘制任意数目的结构文件。
章节2.4: 自动创建和编辑输入文件
现在，您应该已经了解如何加载、运行和查看TCAD 范例的结果。接下来演示如何简便创建自己工艺仿真输入文件或者修改已有文件。
输入文件为简单的ASCII文本格式，因此它可使用任何ASCII 编辑器创建。 但是，DeckBuild 包含一个简单的GUI，可自动创建工艺仿真输入文件。
为了简化程序，而不必每次从头来创建工艺仿真输入文件，这里将演示如何在现有的输入文件中添加几行代码。通过在每个工序中重复该步骤，该方法同样用于创建整个输入文件。
一旦使用\和\语句（参见载入范例的首几行）定义了仿真空间和初始衬底，工艺仿真则仅包含很多连续的扩散、植入、蚀刻和淀积步骤。其中每一步均可使用DeckBuild自动编写。
回到输入文件的范例中， 假设打算在第一步之后添加一个低能量10keV \。鼠标左击DeckBuild 顶部视窗中首个P-well 植入之后的一行。 然后如下点击：
Commands... Process... Implant
屏幕将出现 \视窗。创建额外的注入语句行只需填充该方框而已，其方法是使用滑动条、或者填充数值后按下回车键。 对于10keV 硼注入, 剂量1e11/cm2 ，垂直夹角7 度，主平面旋转27度，其注入GUI 如图2.10所示。完成输入信息后，点击\，输入文件中则出现一个新行。
图2.10 完全填充的注入GUI
同样的方式可创建淀积、注入、扩散、电极、创建网格、晶元初始化，结构文件保存等等. 由于输入文件为简单ASCII 文本，要在直观的语法输入文件中编辑参数，仅需使用DeckBuild中附带的复制、粘贴和删除功能。
第3章: 简易使用手册和自学方法
该手册很厚，乍看可能使人有点畏缩的。所以本章节将为新用户演示如何简便使用范例浏览手册，从而找到特定信息。
以章节2.2中列出的输入文件为例，假设我们要理解\参数的用途。它出现在输入文件中器件仿真部分，位于\开头的语句行。
在工艺和器件仿真器中，任何语句行的开头词语均为\语句\。 这个范例中，第一个词语是\。如果我们想要了解\的作用，我们需要先找出 \的信息。
所有的SILVACO产品均有PDF格式的用户手册。要查找器件仿真器的信息，则需要打开ATLAS用户手册。通过在控制台和端子窗口
中键入\可启动\工具，再通过\工具可获得用户手册。用户手册如图3.1所示。
图3.1 ATLAS 的PDF用户手册
此手册最显著的特征是\语句\章节。 它包含器件仿真器按字母顺序排列的所有语句。 因为我们要找\语句，点击左边的书签索引上语句章旁边的 \扩展符号。 按字母顺序向下滚动选择 \语句。 点击Models 语句旁边的\扩展符号，可以查看其内容。
这时，我们需要选择 。 如果您已猜到\等于Schottky Read Hall\的组合缩写，即可点击 Recombination Models Flags\章节。 如果不明白\的含义，则点击\标题，回到该章节开头。 这个章节的开头是另一个与模型语句有关的参数，也以字母顺序排列。 向下滚动直至 \，表格显示：参数类型，以及默认数值和单位。 一旦知晓其类型，便可向下滚动在描述章节找到参数。 也可使用\功能在描述部分搜索\。
不论使用何种方法，都可以找到描述SRH 参数的部分，其如图3.2所示。
图3.2 查找到\参数
这组信息足够让用户了解参数的含义及其默认值。 但是，如果您想要了解使用参数的规则和方程，语句章节中关于\的描述指示用户可参照第三章的方程3-290 。 参考方程3-290，可找到如图 3.3所示的SRH模型的完整描述。
图3.3 参照SRH模型的完整描述。
仅需简单点击几次鼠标，即可找到用户控制的方程中参数的含义，以及参数在仿真器中作用的完整描述，还有何种其它用户定义参数。现在您应该清楚如何使用用户的范例了。
第4章: 其他互联网信息
SILVACO 的网站提供丰富的技术信息，它位于信息库部分：
http://www.silvaco.com/tech_lib/index.html 信息分为如下
四个类别
1/ 仿真标准(SILVACO出版) 2/ 陈述材料
3/ 参考引用SILVACO软件的书籍
4/ 发表论文(同行技术文献评论)
SILVACO仿真标准是一个TCAD季度刊物，它包括详细的应用注释，以及涵盖广泛技术的仿真结果。它也包括一些常见问题的提示和技巧。 SILVACO网站提供多年来发表的所有仿真标准刊物。使用搜索功能，可寻找您关心的课题。
“Presentation Materials” 包含各类陈述材料。 某些PowerPoint 陈述材料显示应用范例，以及语法解释。也有一些学术课程材料显示如何将SILVACO TCAD 软件编进学生作业中。其它部分列出SILVACO 软件辅助的专利，以及一组参照SILVACO 软件的教科书。
Technical Library（技术库）部分的最后两个部分罗列出教科书和发表的论文，它们分为在所有SILVACO 软件开发中使用的多个类别。
如果您觉得信息太多，使用SILVACO提供的简单搜索功能框，您可迅速有效地找到所需信息。
总之，希望我们在这里通过范例，充分为新用户演示了如何简单使用SILVACO软件，查找所需信息，自学达到成功运行TCAD 仿真。 Mar/10 12
人逢喜事精神爽
0 Comments | Posted by jieyoung in Life
1. 话说72pines挂了，这么多天，今天终于好了。
2. 话说找个silvaco for linux 这么久，今天终于找到了，并且运行了，基本符合。
3. 话说回学校之后买了新电脑，现在还很爽呀！ Funny Stuff, Life Hide Feb/10 25
Back up the current system
0 Comments | Posted by jieyoung in ubuntu
还有4天就回学校去了,现在使用的这台电脑将会留在家里给老爸用了,走之前必须将当前这个ubuntu系统的一些东西备份,还有现在那个xp系统也得给老爸弄得干干净净,漂漂亮亮的.
今天的主要任务是备份一些ubuntu下面的东西,并做一下相应的记录
1. 用户级别的mplayer配置文件/.mplayer 2. 看IPV6电视的文件IPTV.m3u 3. conky配置文件/.conkyrc 4. rotorrent配置文件/.rtorrent.rc
5. 一直使用的中科大的源文件 source.list文件 6. 现在使用的定制的screenlets /.screenlets 文件夹
7. 保存现在浏览器(firefox)中的书签,chrome已经同步到了Google account 上(年个书签基本一样) 8. 保存life area中的导出文件feedlist.opml 9. 经常使用的脚本以及其配置文件/scripts 以上文件都比较小,同步到ubuntu one 中. 下面的东西不得不动用移动硬盘了
1. H-spice,Modelsim matlab Tcad安装文件 2. 使用的icon theme 当前使用的pointer 3. 保存的资料/Documents
4. 背景图片,呵呵/usr/share/backgound
5. 十几G的音乐,移动硬盘上有过部分备份,只需要增加相应部分: Tools Hide Feb/10 24
懒羊羊语录?
0 Comments | Posted by jieyoung in Life
01）幸福的日子，就是吃饱了撑着去睡觉的日子。 02）班长，你看我的眼神多坚定。
03）我又可爱，又有责任感，我到底犯了什么错？
04）灰太狼，大笨狼，永远斗不过喜羊羊，还要伺候红太狼。 05）现在你们才是矮冬瓜，我是高冬瓜。
06）我是懒羊羊，我爱吃东西，吃很多东西，吃完东西要睡觉，睡个大懒觉，懒觉睡多了，再吃东西，再睡懒觉。 07）到处睡觉就是有好处。
08）我又做噩梦了，感觉像是与狼共枕。 09）为什么受伤的总是我。
10）喜羊羊：如果灰太狼变好，你会怎么样？ 懒羊羊：很伤心，因为这样就不好玩了。 11）我还没睡醒那（抱怨中） 既然这样，先睡个觉再说吧（ZZZ） 别妨碍我睡觉（抓狂中）
12）我不想当上校，我当炊事班班长行吗？（牛气冲天）
13）我也好久没和我的薯片，巧克力，糖果团聚了。。。（牛气冲天） 14）成功是99%的天才加上1%的努力。
15）每年到了这个时候，我都要思考上很久很久，这无疑是我一生中最痛苦的时刻。
16）我什么都不做，是为了大家有机会发挥自己的长处。 17）村长，我承认我的确是一只没有恒心，没有意志的小羊。
18）机会可是靠自己把握的。 19）我是不会和普通的羊一般见识的。 20）聪明的羊总是会有意想不到的收获的。 21）你们都欺负我，我告诉村长去。
22）你们就不能照顾一下现在是女孩子的我吗？ 23）我是为睡觉而生的高贵的羊。
24）救命啊！村长，喜羊羊卖小孩啦！！！！！！！！！！！！ 25）我也是只废羊，经常被沸羊羊他们笑。
26）青蛙大哥，你还是拜我为师吧！我有可爱的外表，惹人怜爱的表情，遇到危险的时候总是会有人来救我的。 Funny Stuff Hide Feb/10 23 go atlas
0 Comments | Posted by jieyoung in Circuits
接着上一篇,athena的参数提取完全之后就是”go altas”(真是有点汤姆.李.琼斯在”fugitive”中的那句”go get him”的感觉)
“# set material models 设定材料模型 models cvt srh print ”
1. cvt “cvt transverse field dependent mobility is used “ 2. srh 指定S-R-H复合模型使用固定寿命 3. print 打印所有模型的状态
“contact name=gate n.poly ” 指定电极的物理属性,n.ploy指定n+掺杂的多晶为电机的接触材料
“interface qf=3e10″ 设置半导体和绝缘体边界的参数QF表示固定电荷密度.
“method newton” 设定用来解相应算法的数值方式和方程. “solve init” 指示atlas针对某个偏置来解,init表示所有的电压设置为零.
“solve vdrain=0.1″ 就是指出了drain的电压为0.1的情况下的解.
“# Ramp the gate”下面有用语句来了个像HSPICE中的扫描的东西. ??如是又extract了很多的device parameter: 1. extract name=”nvt”
(xintercept(maxslope(curve(abs(v.”gate”),abs(i.”dra
in”)))) \\
- abs(ave(v.”drain”))/2.0) 2. extract name=”nbeta”
slope(maxslope(curve(abs(v.”gate”),abs(i.”drain”)))) \\
* (1.0/abs(ave(v.”drain”)))
3. extract name=”ntheta” ((max(abs(v.”drain”)) * $”nbeta”)/max(abs(i.”drain”))) \\
- (1.0 / (max(abs(v.”gate”)) – ($”nvt”))) PS: 还要细细研习呀?. TCAD Hide Feb/10 23 Athena
1 Comment | Posted by jieyoung in Circuits 接着上回的写.
下面是etch行”etch oxide all” oxide指明刻蚀的材料,all表示所有指明的材料都被Etch掉
“extract name=”gateox” thickness oxide mat.occno=1 x.val=0.05″ EXTRACT 是参数提取指令,它可以提起一些诸如材料厚度,结深,极限掺杂水平,当然也包括诸如”薄模电阻”,阈值电压,C-V曲线等的电参数提取.(在VWF 的manual中的chapter 5中有更详细的语法,多得不行了,这里只理解这一行就OK了)这里提取的是一个值(也可以提取一个curve的)thickness 厚度,oxide指明了材料
“depo poly thick=0.2 divi=10″ 沉积一个层,多晶硅层,厚度0.2,DIVISION=10指出了在垂直方向上该层的网格间距的数量. “etch poly left p1.x=0.35″ 快速产生一个横截面为梯形的 etch.
“method fermi compress” method 为扩散和氧化提供数值方式和模型.fermi是和扩散有关的model,compress是和oxidation有关的模型.
在文件的结尾,提取了:
1. # extract final S/D Xj
2. # extract the N++ regions sheet resistanc
3. # extract the sheet rho under the spacer, of the LDD region 4. # extract the surface conc under the channel. 5. # extract a curve of conductance versus bias. “structure outfile=mos1ex01_0.str” 将所描述的机构放入文件mos1exo1_o.str中,使用tonyplot画出
来:”tonyplot mos1ex01_0.str -set mos1ex01_0.set” TCAD Hide Feb/10 21 ATHENA
1 Comment | Posted by jieyoung in Circuits
那天说的Atlas是个器件仿真工具（ATLAS is a modular and extensible framework for one, two and three dimensional semiconductor device simulation）那天写的关于Atlas syntax的东西基本上没用过（那天以为atlas是工艺仿真的东东，结果发现查输入文件中的语法在它的手册中找不到??,今天才找到Athena，惭愧呀??）
以Deckbuild中的一个例子来学习（是
example/atlas/mos1/mos1ex01.in),这个文件是先用Athena，然后用Atlas，赫然写着“go athena” “go atlas”竟然视而不见，再次惭愧??.
LINE 行 “line x loc=0.0 spac=0.1”规定了网格中的Line，它是垂直的（y）还是水平的 （x），以及从此以后的线间距，直到遇到下一个Line定义。
INIT 行 “init orientation=100 c.phos=1e14 space.mul=2”初始化使用的衬底材料，掺杂浓度，晶向等。orientation=100表示晶向100，c.phos=1e14,表示了磷的掺杂浓度。space.mul,为前面LINE定义的spacing提供一个乘数因子，2.
DIFFUS行 “diffus time=30 temp=1000 dryo2 press=1.00 hcl=3” 初始化扩散的时间30（minutes）熔炉温度为1000摄氏度，扩散环境为干氧，氧化剂中hcl的浓度为3%，pressure,表示环境中活跃气体的气压
ETCH行 “etch oxide thick=0.02”说明了被刻蚀的是oxide，并且简单的在上面有0.02的厚度
IMPLANT行 “implant boron dose=8e12 energy=100 pears ”是离子注入行，使用伯松分布（pearson)，注入硼（boron），注入剂量(dose)为8e12 ATOM/cm2，注入能量(energy)为100电子伏特.
后面不写了，看ATHENA手册,第七章开始就是语法。 PS： Athena，又是神，这回是，智慧、战争、技艺的女神 TCAD Hide Feb/10 19
atlas中的关键字
0 Comments | Posted by jieyoung in Circuits
也不知道这个是关键字，还是card。描述的语法太多了，我只把大标题写出来，用的时候方便查阅。
BEAM:一准直束光的形式来设置光学输入信号（这个好呀，就是需要这个东东）
COMMENT : 注释，用#也可以的 CONTACT:描述电极的物理特性
CURVETRACE：sets the parameters for the automatic curve tracing routine.
DEFECT:使用能带缺陷模型
DEGRADATION：规定MOS器件退化模型参数 DOPING：掺杂描述
ELECTRODE：指定先前定义的网格中的电极的名字和位置
ELIMINATE:减少网格点密度而消除一些沿着长方形网络边线的格点 EXTRACT：are used to measure parameters from both LOG and Solution files. FOURIER：使用傅里叶变换 GO：
IMPACT：specifies and set parameters for impact ionization models.
INTERFACE：设置半导体和绝缘体界面的参数
INTTRAP：activates interface defect traps at discrete energy levels within the bandgap of the semiconductor and sets their parameter values LOAD LOG
???太多了，还是看Manual吧 PS：altas是一个希腊神话中的擎天神。