第二篇 Silvaco软件使用指南
1.9 器件模拟
在练习中的这个阶段,LDD MOS晶体管的过程模拟已经完成了,现在可以移到器件模拟处。本例中一个简单的Id/Vgs 曲线,Vds为3.3V的晶体管进行模拟。在模拟完成后,抽取相关的器件参数 Vt,Beta及Theta。 1.9.1 器件模拟界面工艺
按对称考虑,工艺模拟是在器件的一半上。对于器件模拟整个器件需要简单的右侧结构的反映,比如以栅为中心对称的轴。对称轴的探索是极普通的使用方法,可减少相应的计算时间。考虑这些, Athena 提供了`structure'语句,用来构建所使用的整个结构。 在这个例子中,结构必须是它的右手侧:
structure mirror right
对于整个MOS器件,源,栅,漏及衬底电极可以使用电极语句定义,其中包括材料 Polysilicon 和Aluminum:
electrode name=gate x=0.5 y=0.1 electrode name=source x=0.1 electrode name=drain x=0.9
electrode name=substrate backside
本例中把输入文件保存为`mos1ex02_0.str'.如果你正在模拟结构,同时阅读练习,你应该模拟,使用Tonyplot 绘图显示应如下所示:
最后自动界面语句是,
go atlas
导致Athena 退出,而Atlas启动Athena定义的最后的结构文件。 1.9.2 建立器件模拟
器件模拟的第一个任务是执行通用的Atlas 设立.在LDD MOSFET的例子中,这些设置是: 1. Atlas 使用的通用物理模拟的定义,本例中,通用模拟是:
o 使用通用目的的迁移率模型,包括浓度,温度,并联及反向的场关系。这个模型在Atlas 中命名为`cvt'.
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使用SRH 复合模型 (`srh').
o 只需要两种载流子电子和空穴的解(`numcarr=2'). Atlas有能力解达6种`carriers'. 除此之处,Deckbuild 的tty区的状态信息的显示是通过虚拟pseudo-model模型`print'使能的。
可使用`models'来选取: `models cvt srh print numcarr=2' 2. 定义栅接触到n型的多晶硅:`contact name=gate n.poly'. 这定义了与栅配合的功函数。 3. 定义Silicon/Oxide 界面的固定电荷: `interface qf=3e10' 1.9.3 执行器件模拟
o
LDD MOSFET 现在准备器件模拟。本例中,一个Id/Vgs曲线通过0.1V 的Vds 进行模拟。这个器件模拟开始是对漏使用0.1V. 由于器件模拟的本质,这必须从零偏压状态开始应用。执行的第一个模拟是漏极偏压从0V 到 0.1V,每步为0.025V的一步。
注意:先执行零偏压是很重要的。
一旦漏极偏压被应用,Id/Vgs 曲线就可模拟了。在模拟中使用的模拟器语句同用于漏极偏压的语句相似:
solve vgate=0 vstep=0.25 vfinal=3.0 name=gate
但是,这条语句是同`log' 语句相连,保存模拟曲线文件到文件`mos1ex02_1.log'. 当模拟执行时,这个文件使用TonyPlot绘制。由TonyPlot显示的图如下所示:
1.9.4 抽取器件参数
从模拟中抽取的器件参数是Vt, Beta 和 Theta. 这些参数抽取的语句看上去更让人畏惧,但是在使用Atlas时它们可以从DeckBuild 的`extract'菜单是自动产生。对于更多的抽取方面的信息,可参考Extract chapter in the VWF Interactive Tools manual. 这些语句将产生下列值:
nvt=0.600884
nbeta=0.000313849 ntheta=0.116587
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第二章 电阻仿真及阻值抽取
Athena 是一个2-D工艺仿真器。软件可以模拟制备微电子电路中的扩散,氧化,注入,刻蚀及沉积工艺。这个练习将向你展示如何从草图开始创建一个相关工艺以及向你展示格点密度将怎样影响你的仿真精度及速度性能。本章将让你通过硼(B)扩散到n型衬底制备一个二极管的来介绍Athena工艺仿真软件。它也包括抽取薄片电阻及结深。网格的不同则有不同的仿真时间及精度。
登录到你的UNIX工作站
输入deckbuild –an & 来启动软件,如图2。
图2: 启动软件
Deckbuild 应如图3所示。这是用来写代码控制你仿真的地方。 它是一个解释器,不是一个编译器。
我们需要为仿真定义一个2-D空间。在本例中,它是一个10-micron乘10-micron 的矩形。
图 3: Deckbuild
右击Deckbuild上的command菜单。将显示如图4一个选择窗口。右击网格定义则一个弹出菜单将如图5所示出来。
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图4: 建立2-D 网格
图 5: 设定左边界
点击insert来输入已经选择的点。你的弹出菜单应如图6所示:
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图6:建立右边界.
在Location中输入10 microns 并点击insert如图7.
图7: 完成X方向长度设定
为Y方向的网格重复同样的过程如图8,9,10: