第二篇 Silvaco软件使用指南
如上图所示,轮廓将只显示硅材料区域(在材料列表上选择)且使用着色配置`Rainbow 30'来画轮廓。在轮廓定义完成后,按`Apply'。 1.7.4 产生交互式图例
当显示了二维轮廓图,可以通过器件产生任何沿一条线的一维轮廓一个掺杂的数据。作为一个例子,我们通过LDD掺杂的磷看一下水平掺杂轮廓。若如此做,可从Tonyplot中的Tools下拉菜单中选择`Cutline'项。这将创建图例窗口,如下显示:
从弹出的窗口中选择垂直的选项,然后用鼠标画一垂直线到两维的轮廓图,如下所示:
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这会形成第二个绘图窗,来显示一维掺杂轮廓。在cutline控制弹出窗中,选
`Shift position...'按钮,之后点击水平箭头。这样就形成了cutline围绕轮廓图被移动到感兴趣的
精确位置。Cutline只会沿被选择的轮廓图移动。
1.8 工艺参数的抽取
LDD MOS 晶体管的工艺模拟,在此阶段就完成了。在继续进行器件模拟之前,使用Deckbuild的extract功能把一些工艺参数抽取出来了。因为extract是VWF的核心部分,在参数优化及其它先进特征中均可找到。
器件参数的抽取包括在器件模拟的抽取部分。在继续进行参数抽取前,需要想一下模拟的结构,本例中参数有以下几个:
1. source/drain 结深 2. 器件阈值电压 3. 方块电阻
4. 沟道表面的掺杂浓度
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1.8.1 源漏结深
本例中第一个抽取的参数是源漏结深。为正确抽取结深,需要下列信息:
? 指定名字给抽取参数。本例中为`nxj'.
? 要抽取的参数名字,本例中为结深,名字是`xj'.
? 包含结的材料。本例中,材料是Silicon。更复杂的模拟中,可能要创建不同材料的堆层结构,每一个均包括结。
? 已经说明我们对硅材料的结有兴趣,我们,总之,必须说明我们对哪些堆层感兴趣。对于此种结构,只有一个硅层,且指定层发生数是可选的。. ? 结深Xj会从源/漏区体内到区边的0变化。为抽取正确的结党值,必须使用在源/漏区体内的一个点。本例中,使用在源/漏区内距 0.1 um远。可以上图看到,这个值会产生源/漏区的结深。
? 与堆材料的位置相似,在更复杂的结构中,在材料层中可能超过一个结。比如,在N衬底上的一个P阱中的一个n+ 源/漏区, 在通过源漏区处,有两个结。本结构中,仅有一个结。指定结的数量或本例中发生的是可选。
结深的抽取语句如下(在一行中):
extract name=\
当抽取执行这条语句时,它显示的计算结深值:
nxj=0.0987025 um from top of first Silicon layer X.val=0.1
这个信息也写入你当前工作目录的文件 `results.final'中。在模拟完成后,你可以通过简单的打印`results.final文件来回顾一下抽取值。 1.8.2 器件阈值电压
在不严格的计算中,一维阈值电压可以轻易地从定义的结构中抽取。对于这个抽取语句,我们需要说明:
? 指定抽取参数名为`n1dvt':N类型,一维阈值电压。 ? 参数名将被抽取。本例中阈值电压,参数为`1dvt'。 ? 器件类型,本例中为n-type transistor. ? 偏压(`vb') 被设定为0V. ? 捕获电压,Qss, 设定为1e10.
? 对于阈值电压,我们必须指定一个位于器件沟道内的点。这里,在模拟器件的右手边处的一点被选定。(x=0.49).
使用阈值电压的抽取语句是:
extract name=\
语句产生一个结果
n1dvt=0.671481 V X.val=0.49
也保存在`results.final'文件中. 1.8.3 电导及偏压曲线
下一抽取例子是电导及偏压曲线。本例更多地涉及了前面两项,它要示两条抽取语句:第一条是建立偏压条件,第二条是抽取电导曲线。当启动抽取时,要求多条抽取语句,抽取系统必须告诉你没有完成,而且更多的信息需要提供。可以通过一个start, continue 和 done机构取得:
extract start ... extract cont ...
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extract cont ... extract done ...
按要求,一些`extract cont'语句需要使用,本例中,为0。 多晶的电导是在一维线上通过栅经电压从0到2V进行抽取。第一个抽取语句定义了多晶上的偏压条件及抽取开始语句。我们必须在一行上选择多晶硅栅材料, (x=0.45)且使用偏压条件从0到2V,阶进为 0.2V:
extract start material=\bias=0.0 bias.step=0.2 bias.stop=2 x.val=0.45
注意在行末使用连续字符(`\\'),从而允许语句超过一行。
一旦偏压条件被指定,电导曲线可以被抽取。不象前面两个例子,只抽取一个单个的值,比如,结深,这里我们抽取一条值的曲线。指定抽取一条曲线的语法是
curve(x-axis, y-axis) 这里的 x-axis指定所加的偏压,而y-axis是一维 n-type 电导,指定为 1dn.电导。然而我们必须通过指定材料来限制所使用的电导,本例中为硅。在一通常结构中,可能超过一层的硅,使得我们的目的更明确。我们可以规定我们对材料硅的第一发生事件有兴趣,且器件中硅的第一区域使用`mat.occno=1 and `region.occno=1'. 我们希望抽取的曲线的规格是: curve(bias, 1dn.conduct material=\mat.occno=1 region.occno=1)
注意,因为在这个结构中仅有一个Silicon区,这可能被简化为
curve(bias, 1dn.conduct material=\
在抽取一个值时,如Vt, 抽取系统在tty区显示了值,并登记值到文件中`results.final',但是,在抽取一条曲线时,用户必须指定曲线在哪里保存,并使用`outfile=value' 作为抽取语句的一部分。对于电导曲线,抽取曲线保存在文件`extract.dat'.最后的电导曲线抽取语句是:
extract done name=\cond v bias\curve(bias,1dn.conduct material=\
电导曲线通过选择`outfile' 并激发Tonyplot来绘制。
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1.8.4 一些薄层电阻
1. n++ 源/漏薄层电阻
n++ source/drain 的电阻抽取与结深的抽取语句相似:
? 指定名字给抽取参数。在本例中,参数命名为 `n++ sheet rho'.
? 要抽取的参数名字被指定。对于结深,我们用`xj' ,而薄片电阻用`sheet.res'. ? 包括N++区的材料名字。此处是Silicon.
? 要清楚我们有正确的材料层,我们可以指定材料的发生数及区的发生数。因为只有一个硅层在结构中,这不需在本例中给出这个信息。然后,结构多时要求这个信息。 ? 最后,我们必须告诉抽取系统n++ 区的位置,并给出位置点(这里我们取x=0.05). 薄片电阻的抽取语句是:
extract name=\x.val=0.05 region.occno=1
当抽取执行这条语句时,它将显示所计算的薄片电阻的值:
n++ sheet rho=39.9388 ohm/square X.val=0.05
这个信息也写进你当前工作目录的文件`results.final'中。 2. LDD在间隔层下的薄片电阻
为抽取氧化层下薄片电阻,我们简单地移动兴趣点到间隔层下。可参考 structure simulated ,值0.3是合理的。我们命名抽取电阻为`ldd sheet rho':
extract name=\x.val=0.3 region.occno=1
抽取值在执行后显示为:
ldd sheet rho=2771.32 ohm/square X.val=0.3 1.8.5 沟道表面掺杂浓度
最后的抽取参数是沟道的净掺杂表面杂质浓度。在本例中,我们指定结深`xj'作为抽取目标,而薄处电阻指定为 `sheet.res'.对于表面浓度,我们必须指定`surf.conc'作为抽取目标,但它也必须增加杂质的名字: `impurity=\'. 另外,在沟道内的一个点必须给定,位置为`x.val=0.45'.净掺杂沟道表面浓度的全抽取语句是:
extract name=\surf conc\surf.conc impurity=\Doping\material=\
抽取沟道表面浓度在执行后显示为:
chan surf conc=2.78719e+16 atoms/cm3 X.val=0.45
这也写进文件`results.final'中。