第二篇 Silvaco软件使用指南
1.3 工艺模拟
这个练习主要进行一个LDD MOS晶体管的仿真。主要有以下练习: 1. 运行一次模拟
2. 创建两个结构文件用于比较 3. 运行MOS工艺模拟的前半部分 4. 产生交互式图例 5. 抽取一些工艺参数 1.3.1 运行一次模拟
可以通过使用在Deckbuild文本区及tty区的实时控制按钮来交互式运行模拟。控制按钮如下所示:
通过使用这个控制面板,可以使用以下方法来运行模拟:
1. next: `Step at a time', 交互式模拟控制 2. stop: 运行到一个stop点, (参考以后的练习。
3. run: 使用控制面板中的Run来运行整个输入的设计(deck). 1.3.2 渐进学习模拟
开始时,LDD MOS器件将一步一步地仿真。这样允许在进行时可以有交互式检查。可以使用history机构,向后跟踪改正设计中的错误。在最初的仿真输入设计时,这种交互式一次一步的执行方法可以得到仿真更为精细的控制,且在设计中会更早地检测到错误,也是输入设计程序所推荐的。
要一步一次地执行,从Deckbuild控制面板中选择`next'按钮。这个按钮每一次会从文本区发送一个单独的输入设计行到当前运行的模拟器。在下面的tyy 的Deckbuild区的模拟器提示符上显示了输入的设计行。
在文本编辑区的光标从上一行向下移动,而且在控制面板上显示的当前行数会更新(标志是`Line')。使用 `next' 按钮, 很可能要移动到模拟器前,而这些步骤会花费一些时间去执行。模拟器会试图`catchup' 行数,之后等待下一个模拟命令被发送。模拟器正在执行的行总是反色的显示。
这一阶段模拟将会连到栅氧化层步gate oxidation step (line 47)。gate oxidation step 已经简化为一个单独的扩散步,之后紧跟一个参数抽取行来抽取氧化层厚度:
extract name=\
抽取命令是Deckbuild的一个强力工具,允许在仿真进确定器件的各种特性。extract 语句确定了栅氧化层厚度。本练习中后面会有高级的抽取工具的例子,其特征会详细解释。
进行仿真直到gate oxide thickness抽取行通过(line 50). 1.3.3 绘制结构
当工艺模拟完成了栅氧化层厚度抽取后,点击文本区的某一处(Deckbuild上部)。这会取消报告输入行及光标位置的选定。光标符号显示为一个单独的三角形。
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Note:不选择文本是很重要的,因为在Tonyplot启动时,它会试图解释任何选定文本作为一个文件名,并在读它时产生错误信息。
为了运行Tonyplot, 使用Deckbuild中的 `Tools' 下拉菜单下的`Plot' 项中的`Plot Structure'。
这将导致Deckbuild启动Tonyplot,加载当前模拟的结构并绘制它。Deckbuild也将显示它正在启动Tonyplot的情况,如信息为 `Plotting ...'显示在tty区的右下角。一旦Tonyplot启动,它会显示一个 `Welcome'窗口,可通过选择OK来确认,且模型结构会显示出来。 1.3.4 使用Tonyplot进行绘图
Tonyplot显示一掺杂的剖面材料结构。尽管这只是二维的工艺模拟,到目前为止结构仍然是完全平面的。Athena 模型器以一维模式自动运行来节省CPU 时间,并直到结构是非平面的。
Tonyplot绘图如下图:
1.3.5 修正绘图的外观
为开始修正绘图的外观,需要选择`Plot'下的`Display':
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Display窗口的显示:
这个窗口包含各项控制图的外观的选项。包括
? 在滚动栏中有按名字排列的掺杂种类或所列的绘图功能。为绘制一个种类/功能,简单地从列表中选择,`Phosphorus(磷)'族在最上面。 ? 格点是否在图上显示.
? 是否在不同区域及材料之间的界面使用线和/或不同的颜色用于不同的区域 ? 图形在数据点和/或有连接的数据点是否有符号显示.
当点击`Apply' 按钮后,在显示窗中做的变化就反映在绘图中。`Reset' 按钮将对状态进行重新设定控制。完成时可以使用`Dismiss'按钮来去除窗口。 1.3.6 缩放及在图上进行平移
图上细小的区域可以通过缩放来进行检察。使用Tonyplot可选择一个矩形来进行。比
如下面的图形就放大显示了氧化层中的掺杂浓度:
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在缩放了图上的一个区域后,在窗口上的左上角显示一个zoom/pan box。八个方向箭头的任何一个都可以平移图形。若要返回原来样子,选择钻石样的在方框中间的标志即可。 1.3.7 打印图形
点击`Print'按钮送一个硬拷贝直接到你的缺省打印机。你的VWF系统管理器可以告诉你在哪里打印。
1.4 使用History功能
Deckbuild的history 功能强有力,允许在交互模拟进行中改正进行中的变化而不必再次从草图到模拟。这个工具允许输入设计向后移动,可通过前面的一个模拟命令行及`initializing' 模拟器回到那一点。
在完成模拟后,状态文件自动存到当前工作目录。有意义的模拟步骤是一些器件的结构或掺杂浓度,比如,注入,刻蚀等的仿真。无意义的步骤是一些简单地询问模型器的信息,比如写结构文件或抽取参数。history 文件命名为`.historynn.str',此处 nn是一个序号,并存贮为一个标准结构文件。在 Athena 执行时,你可能看到在ATHENA>命令行上的save命令,如:
struct outfile=.history09.str
只要自创建历史文件后命令行没有添加,Deckbuild将记住哪个文件与每一输入设计行配合。
再次初始化模拟器到前面模拟的`Well Drive'步,双击或三次点击 diffusion 行的`Well Drive'. 使其如下亮显:
当这行文本亮显后,在左击Deckbuild 控制面板下的`init' 按钮。这将重置模拟行位置为这一Well Drive扩散步的结束,允许你作一修改或变化下面及再模拟。改变Well Drive时间从 220 到200,新的一行将如下:
diffus time=200 temp=1200 nitro press=1
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`next'按钮应该可以使用来模拟新的工艺流程。继续这个练习,将再次继续仿真直到gate oxidation阶段.
1.5 明确存贮状态
`init'按钮允许直接移到设计中的前面某一行。要使用这个re-initialization 特征,必须保存一个标准结构文件在有兴趣的行上,或者作为一个history file 或作为一个用户定义标准结构文件保存,在模拟过程中可以使用下面的命令:
struct outfile=bpsg_dep.str
(标准结构文件应使用`.str' 作为文件扩展名。)
比如在一个扩散或Monte Carlo模拟步骤,推荐使用struct 命令。当history files 在模拟中保存时,允许自动再初始化后到一个特殊的步骤,它们是瞬态的,且会失去或变的无效。依赖于re-initialize 使用的机构:
1. 使用标准结构文件。 2. 使用历史文件。
`init' 按钮是不相同的。初始化一保存的标准结构文件,保存结构文件名应该在文本编辑窗中选定 。比如,下面的图形显示文件`vtadjust.str' 就是在文本编辑窗中。
在此处选择 `init'按钮将导致模拟器被再次初始化到文件被存的此点。而且,在输入文件中的当前的执行点,将被设定到选定的文件点的后面。此行
init infile=vtadjust.str
可以在tty 区中看到, 是当init按钮选定后的执行命令。 使用历史文件的Re-initialization是在 History section中.
使用明确用户Standard Structure file保存功能,我们可以调查Tonyplot的允许在同一工艺流程中两个不同的点的比较。
1.6创建用于比较的两个结构文件
1.6.1 存贮文件创建
在这部分中将使用Tonyplot创建两个结构文件用于比较。对于这个例子,调整注入工艺步骤前后的Vt结构文件进行比较。我们将通过启动输入设计来开始。我们不必再次做设计的完全模拟到 gate oxidation 工艺步(在一个更为现实的模型中,可能花更长的一段时间),所以我们将在做修改之前,从history到初始化到此点,就是gate oxidation 之前。选择下面的文本并按`init'来再次初始化到牺牲的氧化层带处,如下所示: