仿真工具(ATLAS).ppt
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1、Harbin Engineering University哈尔滨工程大学微电子实验室工艺及器件仿真工具SILIVACO-TCAD2009.10Harbin Engineering UniversityATLAS 电学特性 在这一部分,将对一个NMOSFET器件结构进行器件仿真。以下将会演示到:1.产生简单的Vds=0.1V偏压下的曲线:Ids vs.Vgs 2.提取器件参数,例如Vt,Beta和Theta 3.产生不同的Vgs偏置情况下的Id vs.Vds 曲线簇Harbin Engineering UniversityATLAS 电学特性输入:Go altas Harbin Engineer
2、ing UniversityATLAS 电学特性MESH|语法:mesh inf=mos1ex02_0.strHarbin Engineering University设置模型:对于简单的MOS仿真,推荐使用CVT和SRH。SRH是Shockley Read Hall复合模型,而CVT模型是来自于Lombardia的反型层模型。CVT模型设置了通用的迁移率模型,包括了浓度、温度、平行电场和横向电场的影响。ATLAS 电学特性Harbin Engineering UniversityATLAS 电学特性Harbin Engineering University设置模型:contactWorkfu
3、nction ParametersBoundary ConditionsContact ParasiticsElectrode Linking ParametersATLAS 电学特性进一步详细的关于这些模型的信息,可以参看文档:ATLAS Users Manual Volume ICONTACT NUMBER=|NAME=|ALL Harbin Engineering University设置模型:interfaceATLAS 电学特性进一步详细的关于这些模型的信息,可以参看文档:ATLAS Users Manual Volume I INTERFACE Boundary Condition
4、 ParametersPosition ParametersHarbin Engineering University数值计算方法命令集:对于半导体器件问题,有几种不同的方法可以使用。对于MOS结构来说,可以使用非耦合的GUMMEL法和耦合的NEWTON法。简单地说,gummel法将对每个未知量轮流求解,同时保持其他变量不变,不断重复这个过程,直到得到稳定的解。而Newton法将会对整个系统的所有未知量一起求解。输入:method newtonATLAS 电学特性Harbin Engineering University求解命令集:ATLAS 电学特性 在这个命令接中,将包括:1.“Log”命
5、令,用来存储log文件,这个文件包括了ATLAS所计算的所用的终端特性。2.“Solve”命令,不同偏置条件下的求解。3.“Load”命令,载入求解的文件。Ids vs.Vgs Harbin Engineering Universitytonyplot ATLAS 电学特性Harbin Engineering Universitytonyplot 对应的编辑菜单 ATLAS 电学特性在图形上点击右键Harbin Engineering University提取器件参数 ATLAS 电学特性Beta is the transconductance coefficient THETA is the
6、 Vgs dependence on mobility Harbin Engineering UniversityIds vs.Vds ATLAS 电学特性Harbin Engineering UniversityIds vs.Vds ATLAS 电学特性Harbin Engineering University构造器件的步骤:1.构建网格 2.定义区域 3.定义电极 4.掺杂分布 5.保存结构文件 ATLAS 器件构造Harbin Engineering University1.构建网格 ATLAS 器件构造Harbin Engineering University2.定义区域 ATLAS
7、器件构造REGION NUMBER=Material parameter:SILICON,GAAS,POLYSILI,GERMAINU,SIC,SEMICOND,SIGE,ALGAAS,A-SILICODIAMOND,HGCDTE,INAS,INGAAS,INP,S.OXIDE,ZNSE,ZNTE,ALINAS,GAASP,INGAP and MINASP.Position parameter:X.MIN,X.MAX,Y.MIN,and Y.MAX(Z.MAX,Z.MIN for 3D)Harbin Engineering University3.定义电极 ATLAS 器件构造ELECTROD
8、E NAME=NUMBER=SUBSTRATE Harbin Engineering University4.掺杂分布 ATLAS 器件构造DOPING distribution parameter:是指在指定的区域内杂质的分布形式。Uniform是指均匀分布,gauss是指高斯分布。Dopant parameter:是指定掺入杂质的类型及浓度大小,浓度的单位是/cm3.Position parameter:Junction,Peak,char,x.right,x.left,ratio.lateralHarbin Engineering UniversityATLAS 器件仿真 定义mater
9、ials(材料)及models(模型)MATERIAL 这里的是用来确定将对那种材料进行定义。表达方式是:material=silicon/polysilicon/SiGe/GaAs 是要材料定义的属性,可以指定:载流子寿命,载流子迁移率,禁带宽度,能带及热载流子注入等参数的设置。在此程序中,对silicon 及SiGe 材料的电子及空穴的寿命进行了定义,单位是秒(s)。Harbin Engineering UniversityATLAS 器件仿真 定义materials(材料)及models(模型)在前面的“ATLAS电学特性”中已经对model进行了分类。在此程序中,由于引入了silico
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