Sentaurus演示

1、Sentaurus讲解讲解 楼海君 Peking University Shenzhen Graduate School Shenzhen, Guangdong, China Micro-Nano Electronic Device and Intergration Research Center 2011.09.19 ? Sentaurus 各模块介绍各模块介绍 ? Sentaurus 器件模拟流程演示器件模拟流程演示 ? Sentaurus 代码详细介绍代码详细介绍 Micro-Nano Electronic Device and Intergration Research Center

2、提纲提纲 ? Sentaurus 简介简介 ? Sentaurus 各模块介绍各模块介绍 ? Sentaurus 器件模拟流程演示器件模拟流程演示 ? Sentaurus 代码详细介绍代码详细介绍 Micro-Nano Electronic Device and Intergration Research Center 提纲提纲 ? Sentaurus 简介简介 Synopsys公司最新发布的TCAD工具命名为Sentaurus TCAD，它是Synopsys公司收购 瑞士ISE(Integrated Systems Engineering)公司后发布的产品，Sentaurus TCAD全面继

3、 承了ISE TCAD, Medici和Tsuprem4的所有特性及优势，它包含众多的组件，主要由 Sentaurus Device, Sentaurus Process, Device Editor, Workbench等模块构成。 SenTaurus Device整合了Avanti的Medici、TaurusDevice及ISE的的DESSIS 器件物理特 性级仿真工具, 充实并修正了诸多器件物理模型, 推出了新的器件物理特性分析工具 SenTaurus Device。 Sentaurus 简介简介 Sentaurus Device模块； 模块； Sentaurus Process模块；模

4、块； Device Editor模块； 模块； Workbench模块模块 Sentaurus Process 整合了： Avanti 公司的TSUPREM系列工艺级仿真工具（Tsuprem、Tsuprem、 Tsuprem只能进行一维仿真，到了第四代的商业版Tsuprem4能够完成二维仿真模 拟）； Avanti公司的Taurus Process 系列工艺级仿真工具； ISE （Integrated Systems Engineering）公司的ISE TCAD工艺级仿真工具Dios （二维工艺仿真）FLOOPS-ISE（三维工艺仿真）Ligament（工艺流程编辑）系列工 具，将一维、二维

5、和三维仿真集成于同一平台。 ? Sentaurus 各模块介绍各模块介绍 ? Sentaurus 器件模拟流程演示器件模拟流程演示 ? Sentaurus 代码详细介绍代码详细介绍 Micro-Nano Electronic Device and Intergration Research Center 提纲提纲 ? Sentaurus 简介简介 ?Sentaurus Workbench (SWB) Sentaurus各模块介绍各模块介绍 出现。出现。 主要用到：主要用到： 其他模块其他模块 ? Sentaurus Structure Editor 界面上主要的功能键界面上主要的功能键 介绍介

6、绍 ? Sentaurus Inspect ? Sentaurus Tecplot ? Sentaurus 各模块介绍各模块介绍 ? Sentaurus 器件模拟流程演示器件模拟流程演示 ? Sentaurus 代码详细介绍代码详细介绍 Micro-Nano Electronic Device and Intergration Research Center 提纲提纲 ? Sentaurus 简介简介 开开启Sentaurus 点点Project- 点点New- 点点New Project Sentaurus器件模拟流程演示器件模拟流程演示 在在Family Tree下No Tool处点鼠标右

7、键 点点Add 点点Tools. 点点SentaurusSE 后后面连续跳出对话框时 都直接点ok 在在出现的SentaurusSE 图标上鼠标右击 点点Editinput 点点Commands 在在跳出的对话框选择 Yes 将将下页文档贴入跳出的 文本编辑器并存储 (sdegeo:createrectangle (position 0 (0 toxf) 0.0 ) (position L 0 0.0 ) SiO2 oxidef ) (sdegeo:createrectangle (position 0 0 0.0 ) (position L tsi 0.0 ) Silicon body )

8、(sdegeo:createrectangle (position 0 tsi 0.0 ) (position L (+ tsi toxb) 0.0 ) SiO2 oxideb ) (sdegeo:createrectangle (position 0.02 0 0.0 ) (position 0 tsi 0.0 ) Silicon source ) (sdegeo:createrectangle (position L 0 0.0 ) (position (+ L 0.02) tsi 0.0 ) Silicon drain ) (sdegeo:definecontactset gf 4 (c

9、olor:rgb 1 0 0 ) # ) (sdegeo:definecontactset s 4 (color:rgb 1 0 0 ) # ) (sdegeo:definecontactset d 4 (color:rgb 1 0 0 ) # ) (sdegeo:definecontactset gb 4 (color:rgb 1 0 0 ) # ) (sdegeo:define2dcontact (list (car (findedgeid (position (/ L 2) (0 toxf) 0) gf) (sdegeo:define2dcontact (list (car (finde

10、dgeid (position 0.02 (/ tsi 2) 0) s) (sdegeo:define2dcontact (list (car (findedgeid (position (+ L 0.02) (/ tsi 2) 0) d) (sdegeo:define2dcontact (list (car (findedgeid (position (/ L 2) (+ tsi toxb) 0) gb) (sdedr:defineconstantprofile CPD_body BoronActiveConcentration nbody) (sdedr:defineconstantpro

11、fileregion Placement_body CPD_body body) (sdedr:defineconstantprofile CPD_source PhosphorusActiveConcentration nsource) (sdedr:defineconstantprofileregion Placement_source CPD_source source) (sdedr:defineconstantprofile CPD_drain PhosphorusActiveConcentration ndrain) (sdedr:defineconstantprofileregi

12、on Placement_drain CPD_drain drain) (sdedr:definerefinementsize RefinementDefinition_oxidef (/ L 5) (/ toxf 4) (/ L 10) (/ toxf 10) ) (sdedr:definerefinementregion RefPla_oxidef RefinementDefinition_oxidef oxidef ) (sdedr:definerefinementsize RefinementDefinition_oxideb (/ L 5) (/ toxb 4) (/ L 10) (

13、/ toxb 10) ) (sdedr:definerefinementregion RefPla_oxideb RefinementDefinition_oxideb oxideb ) (sdedr:definerefinementsize RefinementDefinition_body (/ L 20) (/ tsi 40) (/ L 50) (/ tsi 80) ) (sdedr:definerefinementregion RefPla_body RefinementDefinition_body body ) (sdedr:definerefinementsize Refinem

14、entDefinition_source 0.005 (/ tsi 5) 0.002 (/ tsi 10) ) (sdedr:definerefinementregion RefPla_source RefinementDefinition_source source ) (sdedr:definerefinementsize RefinementDefinition_drain 0.005 (/ tsi 5) 0.002 (/ tsi 10) ) (sdedr:definerefinementregion RefPla_drain RefinementDefinition_drain dra

15、in ) 在在左图红圈位置点右 键 选选择Add. 跳跳出添加参数对话框 后： 在在parameter填入参数名 称：ndrain 在在Default Value中填入 默认值：1e20 按按上一步的方法继续添 加参数： nsource,nbody,tsi,toxb, toxf,L (注意大小写) 默 认值分别是： 1e20,1e16,2e-2 2e-3,2e-3,0.05 左左键点nsource下面的 值，1e20变成蓝色高亮 点点上面菜单的Nodes， 然后选择Run 在在下面跳出问是否存储 的对话框选yes,然后 点点Run 跳跳出一个图形界面显 示运行后得到的双栅 结构，如右图： 关关

16、闭该图形界面，无 需存储 在在Family Tree中加入 sdevice工具(演示2、3中 有具体步骤) 在在sdevice图标上鼠 标右击 点点Editinput 点点Commands 在在跳出的对话框选择 Yes 将将下页文档贴入跳出 的文本编辑器并存储 File * Input Files Grid = grid Doping = doping Parameter=parameter * Output Files Plot= tdrdat Current=plot Output= log Electrode Name=s Voltage=0.0 Name=d Voltage= 0.0

17、Name=gf Voltage= Vgf Name=gb Voltage= Vgb Physics Plot eDensity hDensity eCurrent hCurrent Potential SpaceCharge ElectricField eMobility hMobility eVelocity hVelocity Doping DonorConcentration AcceptorConcentration eQuasiFermi hQuasiFermi Math Extrapolate *off by default RelErrControl *on by default

18、 Iterations=20 *default = 50 Notdamped=100 *default = 1000 Solve *-Build-up of initial solution: Coupled(Iterations=100) Poisson Coupled Poisson Electron Hole Quasistationary( InitialStep=1e-3 Increment=1.35 MinStep=1e-5 MaxStep=0.02 Goal Name=d Voltage= Vd ) Coupled Poisson Electron Hole 在在sdevice下

19、加入参数 Vd，VgbVgf,默认值均为 0.5，并运行(仿照步骤7, 8，9) 运行后失败变红色而不 是成功变黄色，原因是 没有定义模拟需要的物 理参数，如硅介电常数 之类 在在SentaurusSE图标 上鼠标右击 点点Editinput 点点Parameters 选Yes后重新Run 运行成功变为黄色后，点中 使之变为蓝色高亮 左左击“眼睛”图标-点plt Files-点Tecplot SV Tecplot会自动将前面模拟出 的数据调入 准准备绘图 点点1(数据名) 选N9_des.plt 点点2(纵坐标) TotalCurrent d （漏电流） 点点3弹出横坐标选择窗 点点4选横坐标

20、 OuterVotage d （漏电压） 关关闭图像，无需保存 点点Project 点点Save 在在跳出对话框输入要 存储的目录名称 点ok（若没反应就再 点ok) ? Sentaurus 各模块介绍各模块介绍 ? Sentaurus 器件模拟流程演示器件模拟流程演示 ? Sentaurus 代码详细介绍代码详细介绍 Micro-Nano Electronic Device and Intergration Research Center 提纲提纲 ? Sentaurus 简介简介 Sentaurus 程序详解程序详解 (sdegeo:createrectangle (position 0

21、(0 toxf) 0.0 ) (position L 0 0.0 ) SiO2 oxidef ) (sdegeo:createrectangle (position 0 0 0.0 ) (position L tsi 0.0 ) Silicon body ) (sdegeo:createrectangle (position 0 tsi 0.0 ) (position L (+ tsi toxb) 0.0 ) SiO2 oxideb ) (sdegeo:createrectangle (position 0.02 0 0.0 ) (position 0 tsi 0.0 ) Silicon so

22、urce ) (sdegeo:createrectangle (position L 0 0.0 ) (position (+ L 0.02) tsi 0.0 ) Silicon drain ) 创建几何形状创建几何形状 参数 材料名称 到到Sentaurus Structure Editor中演示中演示 对角位置标示 与掺杂中的 相对应 ? 结构部分结构部分 (sdegeo:definecontactset gf 4 (color:rgb 1 0 0 ) # ) (sdegeo:definecontactset s 4 (color:rgb 1 0 0 ) # ) (sdegeo:defin

23、econtactset d 4 (color:rgb 1 0 0 ) # ) (sdegeo:definecontactset gb 4 (color:rgb 1 0 0 ) # ) 设置电极设置电极 电极名称 标示颜色标示颜色 (sdegeo:define2dcontact (list (car (findedgeid (position (/ L 2) (0 toxf) 0) gf) (sdegeo:define2dcontact (list (car (findedgeid (position 0.02 (/ tsi 2) 0) s) (sdegeo:define2dcontact (l

24、ist (car (findedgeid (position (+ L 0.02) (/ tsi 2) 0) d) (sdegeo:define2dcontact (list (car (findedgeid (position (/ L 2) (+ tsi toxb) 0) gb) 寻边寻边 位置位置 电极名称 对应对应 (sdedr:defineconstantprofileregion Placement_body CPD_body body) (sdedr:defineconstantprofile CPD_source PhosphorusActiveConcentration ns

25、ource) (sdedr:defineconstantprofileregion Placement_source CPD_source source) (sdedr:defineconstantprofile CPD_drain PhosphorusActiveConcentration ndrain) (sdedr:defineconstantprofileregion Placement_drain CPD_drain drain) 掺杂浓度（参数）掺杂浓度（参数） 名称名称,与形状中对应与形状中对应 选择器件不同部分的掺杂类型，掺杂浓度选择器件不同部分的掺杂类型，掺杂浓度 (sded

26、r:definerefinementsize RefinementDefinition_oxidef (/ L 5) (/ toxf 4) (/ L 10) (/ toxf 10) ) (sdedr:definerefinementregion RefPla_oxidef RefinementDefinition_oxidef oxidef ) (sdedr:definerefinementsize RefinementDefinition_oxideb (/ L 5) (/ toxb 4) (/ L 10) (/ toxb 10) ) (sdedr:definerefinementregio

27、n RefPla_oxideb RefinementDefinition_oxideb oxideb ) (sdedr:definerefinementsize RefinementDefinition_body (/ L 20) (/ tsi 40) (/ L 50) (/ tsi 80) ) (sdedr:definerefinementregion RefPla_body RefinementDefinition_body body ) (sdedr:definerefinementsize RefinementDefinition_source 0.005 (/ tsi 5) 0.00

28、2 (/ tsi 10) ) (sdedr:definerefinementregion RefPla_source RefinementDefinition_source source ) (sdedr:definerefinementsize RefinementDefinition_drain 0.005 (/ tsi 5) 0.002 (/ tsi 10) ) (sdedr:definerefinementregion RefPla_drain RefinementDefinition_drain drain ) 器件网格设置器件网格设置 X最大步长 X最小步长 器件各区域，与形状部分

29、对应 ; Saving (sdeio:save-tdr-bnd (get-body-list) nnode_bnd.tdr) ;(sdeio:save-tdr-bnd (get-body-list) nnode_half_bnd.tdr) (sdedr:write-cmd-file nnode_msh.cmd) ;- build mesh - (system:command noffset3d nnode_msh) (sde:build-mesh noffset -F tdr nnode_msh) 保存部分保存部分 一般采用这种一般采用这种 File * Input Files Grid = grid Doping = doping Parameter=parameter * Output Files Plot= tdrdat Current=plot Output= log Electrode Name=s Voltage=0.0 Name=d