Silvaco-TCAD-器件仿真2.ppt

SilvacoTCAD器件仿真 二 Tangshaohua SCU 10 29 1 Silvaco学习 E Mail shaohuachn shaohuachn 上一讲知识回顾和本讲内容 上一讲内容 器件仿真的整体思路器件结构 材料特性 物理模型 计算方法 特性获取和分析这一讲安排器件结构生成 2D 3D ATLAS语法描述结构DevEdit编辑结构 10 29 2 Silvaco学习 器件仿真流程 10 29 Silvaco学习 3 ATLAS描述器件结构 ATLAS描述器件结构的步骤 10 29 Silvaco学习 4 mesh 网格定义 状态有mesh x mesh y mesh eliminate等Mesh对网格进行控制x mesh和y mesh定义网格位置及其间隔 line 10 29 Silvaco学习 5 meshspace mult 1 5 meshinfile nmos str x meshloc 0 1spac 0 05 mesh Eliminate可以在ATLAS生成的mesh基础上消除掉一些网格线 消除方式为隔一条删一条参数columns rows ix low ix high iy low ly high x min x max y min y max 10 29 Silvaco学习 6 Eliminatecolumnsx min 0 2x max 1 4y min 0 2y max 0 7 Eliminate前 Eliminate后 region Region将mesh中不同位置以区域组织起来语法 Regionnumber 10 29 Silvaco学习 7 regionnum 1y max 0 5siliconregionnum 2y min 0 5y max 1 0 x min 0 x max 1 0oxideregionnum 3y min 1 0y max 2 0 x min 0 x max 1 0GaAs 例句 electrode Electrode定义电极语法 electrodename num substrate 10 29 Silvaco学习 8 elecname emitterx min 1 75x max 2 0y min 0 05y max 0 05 elecname gatex min 0 25lenght 0 5 elecnum 1name sourcey min 0leftlength 0 25elecnum 2name drainy min 0rightlength 0 25 elecname anodetopelecname cathodebottom 例句 doping Doping定义掺杂分布 10 29 Silvaco学习 9 doping分布 uniform gaussian erfc 具体设置还可分为三组1 Concentrationandjunction2 Doseandcharacteristic3 Concentrationandcharacteristic杂质类型 n type p type位置 region x min x max y min y max peak junction Doping例句 10 29 Silvaco学习 10 dopinguniformconc 1e16n typeregion 1 dopingregion 1gaussianconc 1e18peak 0 1characteristic 0 05 p typex left 0 0 x right 1 0dopingregion 1gaussconc 1e18peak 0 2junct 0 15 dopingx min 0 0 x max 1 0y min 0 0y max 1 0n typeascii infile concdata 均匀掺杂 高斯分布 从文件导入杂质分布 ATLAS描述的二极管结构 10 29 Silvaco学习 11 goatlasmeshx meshloc 0 00spac 0 05x meshloc 0 10spac 0 05y meshloc 0 00spac 0 20y meshloc 1 00spac 0 01y meshloc 2 00spac 0 20regionnumber 1x min 0 0 x max 0 1y min 0 0 y max 1 0material siliconregionnumber 2x min 0 0 x max 0 1y min 1 0 y max 2 0material siliconelectrodename anodetopelectrodename cathodebottomdopinguniformconc 1e18n typeregion 1dopinguniformconc 1e18p typeregion 2saveoutfile diode 0 strtonyplotdiode 0 str DevEdit编辑器件结构 10 29 Silvaco学习 12 Workarea Definingregion Meshcreation Savethefile Definingregion 添加 替换或删除区域主要参数 区域ID region 材料 material 区域坐标 points 0 00 1 10 29 Silvaco学习 13 Regionreg 1mat siliconcolor 0 xffb2pattern 0 x9 points 0 00 1 00 1 10 10 0 Regionreg 3name anodematerial contactelec id 1 work func 0points 0 00 1 00 1 10 10 0 例句 Definingimpurity 定义某区域的掺杂主要参数序号 Id region id掺杂 impurity resistivity 杂质分布 peak value reference value combination function concentration function y x z x1 x2 y1 y2 rolloff y coc func y 10 29 Silvaco学习 14 impurity 10 29 Silvaco学习 15 Peak value为杂质浓度reference value为一定距离后的杂质浓度 Rolloff y x z 为浓度变化的方向 Impurity例子 10 29 Silvaco学习 16 impurityid 1region id 1imp Donors x1 0 x2 0 1y1 0y2 1 peak value 1e 18ref value 1000000000000 comb func Multiply rolloff y bothconc func y Constant rolloff x bothconc func x Constant impurityid 2region id 4imp CompositionFractionX x1 0 x2 0y1 0y2 0 peak value 0 47comb func Multiply rolloff y bothconc func y Constant rolloff x bothconc func x Constant Definingmesh Base mesh 网格整体控制参数有height width 矩形的最大高度和宽度Bound conditioning 减少边界的网格点Constr mesh 对网格中三角形做限制主要参数 X1 x2 y1 y2 max min height ratio width 10 29 Silvaco学习 17 Mesh例句 10 29 Silvaco学习 18 base meshheight 0 1width 0 125 bound condmax slope 28max ratio 300rnd unit 0 001 line straightening 1align pointswhen automatic constr meshmat type semiconductormax angle 180max ratio 200 max height 1max width 1min height 0 001min width 0 001 constr meshx1 0 x2 0 1y1 0 0y2 1max height 0 08min width 0 01constr meshx1 0 01x2 0 11y1 1y2 2max height 0 1min width 0 01mesh Devedit编辑二极管结构的例子 10 29 Silvaco学习 19 godevedit regionreg 1mat siliconcolor 0 xffb2pattern 0 x9 points 0 00 1 00 1 10 10 0 impurityid 1region id 1imp Donors x1 0 x2 0 1y1 0y2 1 peak value 1e 18ref value 1000000000000comb func Multiply rolloff y bothconc func y Constant rolloff x bothconc func x Constantregionreg 2mat siliconcolor 0 xffb2pattern 0 x9 points 0 01 10 11 10 11 2 0 01 2 0 01 1 impurityid 1region id 2imp acceptors x1 0 01x2 0 11y1 1y2 2 peak value 1e 18ref value 1000000000000comb func Multiply rolloff y bothconc func y Constant rolloff x bothconc func x Constant Devedit编辑二极管结构的例子 10 29 Silvaco学习 20 electroderegionreg 3name anodemat contactelec id 1work func 0 points 0 00 1 00 1 0 010 0 010 0 regionreg 4name cathodemat contactelec id 2work func 0 points 0 01 20 11 20 11 2 01 0 01 2 01 0 01 2 SetMeshingParametersbase meshheight 0 1width 0 125 bound condmax slope 28max ratio 300rnd unit 0 001line straightening 1 align pointswhen automatic constr meshmat type semiconductormax angle 180max ratio 200 max height 1max width 1min height 0 001min width 0 001 constr meshx1 0 x2 0 1y1 0 0y2 1max height 0 08min width 0 01constr meshx1 0 01x2 0 11y1 1y2 2max height 0 1min width 0 01meshstructureoutf diode 1 strtonyplotdiode 1 str 两种结构生成的方式的对比 ATLAS描述的语法较简单 结构也简单DevEdit的灵活性要强 相对复杂 可对已有的结构在重新定义网格或是扩展成三维结构 10 29 Silvaco学习 21 Atlas描述的结构 Devedit编辑的结构 三维结构生成 得到三维结构只需在二维结构生成的语法基础上添加Z轴的坐标如z mesh z min z max 10 29 Silvaco学习 22 ATLAS描述三维二极管结构 10 29 Silvaco学习 23 goatlasmeshthree dx meshloc 0 00spac 0 05x meshloc 0 1spac 0 05y meshloc 0 00spac 0 20y meshloc 1 00spac 0 01y meshloc 2 00spac 0 20z meshloc 0 00spac 0 02z meshloc 1 00spac 0 02regionnumber 1material siliconx min 0 0 x max 1 y min 0 0y max 1 0z min 0z max 1regionnumber 2material siliconx min 0 0 x max 1 y min 1 0y max 2 0z min 0z max 1electrodename anodex min 0 x max 0 1y min 0 01y max 0z min 0z max 1electrodename cathode