silvacoTCAD仿真速成手册 (一)

silvacoTCAD仿真速成手册

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silvacoTCAD仿真速成手册

第1章：简介

该指南手册针对首次应用SILVACOTCAD软件的用户。它旨

在帮助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全部

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

本规章。

关于进一步的阅读和参考，用户可参照SILVACO网站的技术支

持局部，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

“DeckBuild”是富含多样特征的运行时间环境，它是快速生疏

SILVACO的TCAD软件的关键。Deckbuild主要特征包括：自

动创立输入文件、编辑现有输入文件，创立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包含好儿百个范例，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

用户可翻开一个把握窗口，创立一个名目，用于保存该指南范例

将创立的临时文件。例如，要创立或重部署一个名为

"tutorial,u的名目,在把握窗口键入:

mkdirtutorialcdtutorial

然后键入以下命令开启deckbuild运行环境：

deckbuild

屏幕上将消灭类似于图2.1的DeckBuild运行时间环境。

GUI界面包括两局部：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立的输出。

图2.1DeckBuild运行时间界面GUI

2.2:载入和运行范例

图2.3MOS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"NMOS:

Id/VgsandThresholdVoltageExtraction“，可查看该范例的

解

释。结果如图2.4显示。滚动拉下窗口可扫瞄全部解释。

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"DeckBuild:

Examplesu窗口右上部的“LoadExample”按钮。

DeckBuild主

窗口如图2.5显示。

图2.5DeckBuild已载入输入文件

按下"run”按钮即可运行范例。运行完成后，屏幕消灭两个

图。第一个为显示仿真过程中网路掺杂的彩色轮廓图，其次个则是简

洁的阈值电压Vg相对Id图。它们分别为如图2.6和图2.7所示。

一旦选中“LoadExample”按钮，构造文件和线图既加载在当前

工作名目中，因此不必运行仿真即可扫瞄结果。

图2.6显示网路掺杂的工艺仿真构造

fileEditplotlortsIVxhicth-Help

，n：•豆圃

ATHENA

Datafrommos1exO1_Q.str

Microns

Tonyploi3.8.1A©Sllvaco2009

图2.7显示Vg相对Id的器件仿真线图

2.3:查看结果

SILVACO的扫粉工具“TonyPlot"是一个功能丰富的绘图工

具。该指南中仅介绍它的某些根本性能。当SILVACO的TCAD软

件包中保存一个构造文件或一个线图时;创立构造文件或线图的全部

参量将自动包含仅该文件，供绘图之用。

例如在构造文件绘图中，假设想要绘制其他变量如

uDonorConcentration”,则如下点击:

Plot...Display...Define...Contours...

然后向下滚动选择“Quantity:“方框，得到一组可绘制变量。

假设依据该挨次执行，将消灭两个另外的GUI显示，如下图2.8o选

择的参量并点击“Apply"0

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“cutline"片断。这时，关闭其

它相关绘图相关视窗，点击”0K,“然后返回主要视图和选择以下

命令：Tools...Cutline...

现在将使用默认“verticalcutline“方框，但在

"cutline“GUI中也可以选择水平或穿插的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cutlineo完成操作后点击cutline方框上的“OK”键。

要在cutline图上掩盖显示其他变量，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...

来选择要掩盖在线图上的其它参量C例如，假设在线图上添加

Arsenic,Boron和Phosphorus,它应当显示在图2.9上。Vg相

对Id曲线也有相像命令，使它可以在线图上掩盖显示其它电学参

量。

图2.9Cutline图

总的来说，在终端或把握窗口键入"tonyplot“，可绘制一个文件;

或者在DeckBuild中，通过高亮文件名并按以下挨次操作命令，直

接绘制构造。

Tools...Plot...PlotStructure

要自动绘制一个仿真中创立的构造文件，只需简洁添加语句：

structureoutfile=

tonyplot

至输入文件，仿真器将保存创立的器件文件直至输入文件中该

点。仿真器在到达该点之后，即自动绘制构造。用户可在仿真过程中

的任意点绘制任意数目的构造文件。

章节2.4:自动创立和编辑输入文件

现在，您应当已经了解如何加载、运行和查看TCAD范例的结

果。接下来演示如何简便创立自己工艺仿真输入文件或者修改已有文

件。

输入文件为简洁的ASCII文本格式，因此它可使用任何ASCII

编辑器创立。但是，DeckBuild包含一个简洁的GUI,可自动创立

工艺仿真输入文件。

为了简化程序，而不必每次从头来创立工艺仿真输入文件，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，该方法同样用于创立整个输入文件。

一旦使用“line”和"init”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集中、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“P-WellImplant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

屏幕将消灭“DeckBuild:ATHENAImplantu视窗。创立

额外的注入语句行只需填充该方框而己，其方法是使用滑动条、或者

填充数值后按下回车键。对于lOkeV硼注入，剂量lell/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“Write"，输入文件中则消灭一个行。

图2.10完全填充的注入GUI

同样的方式可创立淀积、注入、集中、电极、创立网格、晶元初

始化，构造文件保存等等.由于输入文件为简洁ASCH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。所以本章节将为用户演

示如何简便使用范例扫瞄手册，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“SRH”参

数的用途。它消灭在输入文件中器件仿真局部，位于“models“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“models"。假设我们想要了解

“SRH”的作用，我们需要先找出"modelsstatement"的信

息。

全部的SILVACO产品均有PDF格式的用户手册。要查找器件仿真

器的信息，则需要翻开ATLAS用户手册。通过在把握台和端子窗口

中键入"sman”可启动"sman”工具，再通过"sman”工

具可获得用户手册。用户手册如图3.1所示。

图3.1ATLAS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

挨次排列的全部语句。由于我们要找“models"语句，点击左边

的书签索引上语句章旁边的“+"扩展符号。按字母挨次向下滚

动选择"Models“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。假设您已猜到“SRH”等于Schottky

ReadHall”的组合缩写,即可点击RecombinationModels

Flags”章节。假设不明白"SRH”的含义，则点击

"MODELS”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，

也以字母挨次排列。向下滚动直至“SRH“，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“Edit...Find..."功能在描述局部搜寻

“SRH

不管使用何种方法，都可以找到描述SRH参数的局部，其如图3.2

所示。

图3.2查找到“SRH"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，假设

您想要了解使用参数的规章和方程，语句章节中关于“SRH”的

描述指示用户可参照第三章的方程3-290o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。

仅需简洁点击几次鼠标，即可找到用户把握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。

现在您应当清楚如何使用用户的范例了。

第4章：其他互联网信息

SILVACO的网站供给丰富的技术信息，它位于信息库局部:

://silvaco/techjib/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，它包括具体的应用

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网站供给多年来发表的全部仿真标准刊物。使

用搜寻功能，可查找您关心的课题。

''PresentationMaterials7,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SILVACOTCAD软件编进学生作业中。其它

局部列出SILVACO软件关心的专利，以及一组参照SILVACO软

件的教科书。

TechnicalLibrary（技术库）局部的最终两个局部排列出教科

书和发表的论文，它们分为在全部SILVACO软件开发中使用的多

个类别。

假设您觉得信息太多，使用SILVACO供给的简洁搜寻功能框,

您可快速有效地找到所需信息。

总之，期望我们在这里通过范例，充分为用户演示了如何简洁使

用SILVACO软件，查找所需信息，自学到达成功运行TCAD仿真。

Mar/10

12

人逢喜事精神爽

0Comments|PostedbyjieyounginLife

1.话说72pines挂了，这么多天，今日最终好了。

2.话说找个silvacoforlinux这么久，今日最终找到了，并且

运行了，根本符合。

3.话说回学校之后买了电脑，现在还很爽呀!

FunnyStuff,LifeHide

Feb/10

25

Backupthecurrentsystem

0Comments|Hostedbyjieyounginubuntu

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，走之前必需将当前这个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,漂秀丽亮的.

今日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.始终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.保存现在扫瞄器（firefox）中的书签,chrome已经同步到了

Googleaccount上（年个书签根本一样）

8.保存lifearea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ubuntuone中.

下面的东西不得不动用移动硬盘了

1.H-spice,ModelsimmatlabTcad安装文件

2.使用的icontheme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局部冬份，只需要增加相应局

部：

ToolsHide

Feb/10

24

懒羊羊语录…

0Comments|PostedbyjieyounginLife

01）幸福的日子，就是吃饱了撑着去睡觉的日子。

02）班长，你看我的眼神多坚决。

03）我又得意，又有责任感，我到底犯了什么错？

04）灰太狼，大笨狼，永久斗不过喜羊羊，还要侍侯红太狼。

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）

处处睡觉就是有好处。

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：假设灰太狼变好，你会怎么样？

懒羊羊：很难过，由于这样就不好玩了。11）

我还没睡醒那（埋怨中）

既然这样，先睡个觉再说吧（ZZZ）

别阻碍我睡觉（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

最苦痛的时刻。16）

我什么都不做，是为了大家有时机发挥自己的特长。

17）村长，我成认我确实是一只没有恒心，没有意志的小羊。

18）时机可是靠自己把握的。

19）我是不会和一般的羊一般见识的。

20）聪明的羊总是会有意想不到的收获的。

21）你们都欺侮我，我告知村长去。

22）你们就不能照看一下现在是女孩子的我吗？

23）我是为睡觉而生的贵重的羊。

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！我有得意的外表，惹人怜爱的表

情，遇到危急的时侯总是会有人来救我的。

FunnyStuffHide

Feb/10

23

goatlas

0Comments|PostedbyjieyounginCircuits

接着上一篇，athena的参数提取完全之后就是"goaltas"（真是有

点汤姆・李・琼斯在"fugitive”中的那句”g。gethim”的感觉）

“#setmaterialmodels设定材料模型

modelscvtsrhprint”

1.cvt“cvttransversefielddependentmobilityisused”

2.srh指定S-R-H复合模型使用固定寿命

3.print打印全部模型的状态

"contactname=gaten.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

"interfaceqf=3elOz/设置半导体和绝缘体边界的参数QF表示固

定电荷密度.

"methodnewton"设定用来解相应算法的数值方式和方程.

"solveinit”指示atlas针对某个偏置来解,init表示全部的

电压设置为零.

asolvevdrain=0.1就是指出了drain的电压为0.1的状况下的

解.

Rampthegate"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deviceparameter:

1.extractname="nvt"

(xintercept(maxslope(curve(abs(v.“gate"),abs(i."dra

in"))))\

-abs(ave(v.drain,,))/2.0)

2.extractname二"nbeta”

slope(maxslope(curve(abs(v.gate”)，abs(i."drain"))

))\

*(1.0/abs(ave(v.drain")))

3.extractname="ntheta”((max(abs(v.drain"))*

$"nbeta")/max(abs(i.wdrain”)))\

-(1.0/(max(abs(v."gate"))-($"nvt")))

PS:还要细细研习呀….

TCADHide

Feb/10

23

Athena

1Comment|PostedbyjieyounginCircuits

接着上Pl的写.

下面是etch行"etchoxideall”oxide指明刻蚀的材料,all表

示全部指明的材料都被Etch掉

“extractname="gateox”thicknessoxidemat.occno=l

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，固然也包括诸如“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chapter5中有

更具体的语法，多得不行了，这里只理解这一行就0K了）这里提取的

是一个值（也可以提取一个curve的）thickness厚度,oxide指明白

材料〈material）,mat.occno=l,x.val=0.05

“depopolythick=0.2divi=10,/沉积一个层，多晶硅层，厚度

0.2,DIVISI0N=10指出了在垂直方向上该层的网格间距的数量.

“etchpolyleftpl.x=0.35"快速产生一个横截面为梯形的

etch.

umethodfermicompress”method为集中和氧化供给数值方式和

模型.fermi是和集中有关的model,compress是和oxidation有关的

模型.

在文件的结尾，提取了：

1.#extractfinalS/DXj

2.#extracttheN++regionssheetresistanc

3.#extractthesheetrhounderthespacer,oftheLDDregion

4.#extractthesurfaceconeunderthechannel.

5.#extractacurveofconductanceversusbias.

ustructureoutfile=moslex01_0.str”将所描述的机构放入文件

moslexolo.str中，使用tonyplot画出

来：“tonyplotmoslexOlO.str-setmoslex01_0.setw

TCADHide

Feb/10

21

ATHENA

1Comment|PostedbyjieyounginCircuits

那天说的Atlas是个器件仿真工具(ATLASisamodularand

extensibleframeworkforone,twoandthreedimensional

semiconductordevicesimulation)那天写的关于Atlassyntax的

东西根本上没用过(那天以为atlas是工艺仿真的东东，结果觉察查

输入文件中的语法在它的手册中找不到……，今日才找到Athena,惭

愧呀……)

以Deckbuild中的一个例子来学习(是

examp1e/atlas/mos1/mos1exO1.in),这个文件是先用Athena,然后

用Atlas,赫然写着“goathena”“goatlas”竟然视而不见，

再次惭愧…….

LINE行“linexloc=0.0spac=0.1”规定了网格中的Line,它

是垂直的(y)还是水平的(x),以及从今以后的线间距，直到遇

到下一个Line定义。

INIT行“initorientation=100c.phos=lel4space.mul=2>,初始

化使用的衬底材料，掺杂浓度，晶向等。orientational00表示晶向

100,c.phos=lel4,表示了磷的掺杂浓度。space,mul,为前面LINE定

义的spacing供给一个乘数因子，2.

DIFFUS行“diffustim