集成电路器件与工艺CAD第三讲解注

集成电路器件与工艺CAD第三讲（解注版）北京大学深圳研究生院林信南使用说明A.本文为第三讲内容提供详细解注B.完成下列任务前，禁止阅读本文–阅读第三讲（面授版）–独立或讨论完成面授版使用练习及课后报告C.对于网络上获得本课程资料的学习者–遵守说明B将获得更好的学习效果–在无人可讨论，思考半小时仍无法进行使用练习时，可以跟随本文使用练习指导进行操作D.完成课后报告后，请阅读本文以加深理解Sentaurus使用练习1•分四组，助教发放练习用双栅模拟文件•将练习文档放入工作目录，并调出•每位同学由头至尾进行一次双栅模拟练习•把双栅器件改为SOI器件•分别把Tox、Tsi变为原来2倍进行模拟•把栅长变为原来1/2进行模拟，比较结果•大家可以得到什么结论练习1步骤演示1•开启Sentaurus•点Project-•点New-•点NewProject练习1步骤演示2•在FamilyTree下NoTool处点鼠标右键•点Add练习1步骤演示3•点Tools...•点SentaurusSE•后面连续跳出对话框时都直接点ok练习1步骤演示4•在出现的SentaurusSE图标上鼠标右击•点Editinput•点Commands•在跳出的对话框选择Yes•将下页文档贴入跳出的文本编辑器并存储练习1步骤演示5(sdegeo:create‐rectangle (position 0 (‐0 @toxf@) 0.0 )  (position @L@ 0 0.0 ) SiO2 oxidef ) (sdegeo:create‐rectangle (position 0 0 0.0 )  (position @L@ @tsi@ 0.0 ) Silicon body )(sdegeo:create‐rectangle (position 0 @tsi@ 0.0 )  (position @L@ (+ @tsi@ @toxb@) 0.0 ) SiO2 oxideb )(sdegeo:create‐rectangle (position ‐0.02 0 0.0 )  (position 0 @tsi@ 0.0 ) Silicon source )(sdegeo:create‐rectangle (position @L@ 0 0.0 )  (position (+ @L@ 0.02) @tsi@ 0.0 ) Silicon drain )(sdegeo:define‐contact‐set gf 4  (color:rgb 1 0 0 ) ## )(sdegeo:define‐contact‐set s 4  (color:rgb 1 0 0 ) ## )(sdegeo:define‐contact‐set d 4  (color:rgb 1 0 0 ) ## )(sdegeo:define‐contact‐set gb 4  (color:rgb 1 0 0 ) ## )(sdegeo:define‐2d‐contact (list (car (find‐edge‐id (position (/ @L@ 2) (‐0 @toxf@) 0)))) gf)(sdegeo:define‐2d‐contact (list (car (find‐edge‐id (position ‐0.02 (/ @tsi@ 2) 0)))) s)(sdegeo:define‐2d‐contact (list (car (find‐edge‐id (position (+ @L@ 0.02) (/ @tsi@ 2) 0)))) d)(sdegeo:define‐2d‐contact (list (car (find‐edge‐id (position (/ @L@ 2) (+ @tsi@ @toxb@) 0)))) gb)(sdedr:define‐constant‐profile CPD_body BoronActiveConcentration @nbody@)(sdedr:define‐constant‐profile‐region Placement_body CPD_body body)(sdedr:define‐constant‐profile CPD_source PhosphorusActiveConcentration @nsource@)(sdedr:define‐constant‐profile‐region Placement_source CPD_source source)(sdedr:define‐constant‐profile CPD_drain PhosphorusActiveConcentration @ndrain@)(sdedr:define‐constant‐profile‐region Placement_drain CPD_drain drain)(sdedr:define‐refinement‐size RefinementDefinition_oxidef (/ @L@ 5) (/ @toxf@ 4) (/ @L@ 10) (/ @toxf@ 10) )(sdedr:define‐refinement‐region RefPla_oxidef RefinementDefinition_oxidef oxidef )(sdedr:define‐refinement‐size RefinementDefinition_oxideb (/ @L@ 5) (/ @toxb@ 4) (/ @L@ 10) (/ @toxb@ 10) )(sdedr:define‐refinement‐region RefPla_oxideb RefinementDefinition_oxideb oxideb )(sdedr:define‐refinement‐size RefinementDefinition_body (/ @L@ 20) (/ @tsi@ 40) (/ @L@ 50) (/ @tsi@ 80) )(sdedr:define‐refinement‐region RefPla_body RefinementDefinition_body body )(sdedr:define‐refinement‐size RefinementDefinition_source 0.005 (/ @tsi@ 5) 0.002 (/ @tsi@ 10) )(sdedr:define‐refinement‐region RefPla_source RefinementDefinition_source source )(sdedr:define‐refinement‐size RefinementDefinition_drain 0.005 (/ @tsi@ 5) 0.002 (/ @tsi@ 10) )(sdedr:define‐refinement‐region RefPla_drain RefinementDefinition_drain drain )(sde:build‐mesh mesh ‐s n@node@_msh)练习1步骤演示6•在左图红圈位置点右键•选择Add...练习1步骤演示7•跳出添加参数对话框后：•在parameter填入参数名称：ndrain•在DefaultValue中填入默认值：1e20练习1步骤演示8•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-22e-3,2e-3,0.05练习1步骤演示9•左键点nsource下面的值，1e20变成蓝色高亮•点上面菜单的Nodes，然后选择Run•在下面跳出问是否存储的对话框选yes,然后直接点Run练习1步骤演示10•跳出一个图形界面显示运行后得到的双栅结构，如右图•关闭该图形界面，无需存储练习1步骤演示11•在FamilyTree中加入sdevice工具(演示2、3中有具体步骤)练习1步骤演示12•在sdevice图标上鼠标右击•点Editinput•点Commands•在跳出的对话框选择Yes•将下页文档贴入跳出的文本编辑器并存储练习1步骤演示13Math{Extrapolate*offbydefaultRelErrControl*onbydefaultIterations=20*default=50Notdamped=100*default=1000}Solve{*-Build-upofinitialsolution:Coupled(Iterations=100){Poisson}Coupled{PoissonElectronHole}Quasistationary(InitialStep=1e-3Increment=1.35MinStep=1e-5MaxStep=0.02Goal{Name=dVoltage=@Vd@}){Coupled{PoissonElectronHole}}}File{*InputFilesGrid=@grid@Doping=@doping@Parameter=@parameter@*OutputFilesPlot=@tdrdat@Current=@plot@Output=@log@}Electrode{{Name=sVoltage=0.0}{Name=dVoltage=0.0}{Name=gfVoltage=@Vgf@}{Name=gbVoltage=@Vgb@}}Physics{}Plot{eDensityhDensityeCurrenthCurrentPotentialSpaceChargeElectricFieldeMobilityhMobilityeVelocityhVelocityDopingDonorConcentrationAcceptorConcentrationeQuasiFermihQuasiFermi}编辑时虚线右侧文档应在左侧文档下方构成统一文档存储练习1步骤演示14•在sdevice下加入参数Vd，VgbVgf,默认值均为0.5，并运行(仿照步骤7,8，9)练习1步骤演示15•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SentaurusSE图标上鼠标右击•点Editinput•点Parameters•选Yes后重新Run练习1步骤演示16•运行成功变为黄色后，点中使之变为蓝色高亮•左击“眼睛”图标-点pltFiles-点TecplotSV•Tecplot会自动将前面模拟出的数据调入，准备绘图练习1步骤演示17•点1(数据名)选N9_des.plt•点2(纵坐标)TotalCurrent d（漏电流）•点3弹出横坐标选择窗•点4选横坐标OuterVotage d（漏电压）1234练习1步骤演示18•关闭图像，无需保存•点Project•点Save练习1步骤演示19•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)器件模拟与CommonSense•前面我们演示了双栅器件的模拟，下面将使用Sentaurus对SOI器件进行研究–设定要模拟的SOI结构和参数，需要在器件物理方面有一定常识(commonsense)；–Commonsense是做任何事情(包括研究)的起点；–Prof.JeasonWu说“commonsense一点不common”，是的，它是在长期阅读、分析、思考后逐渐凝练而成的知识。没有经历这个过程,即使读到也无法在脑中形成有效认知从而灵活运用；–大量阅读、多思考分析并立即设计模拟实验验证、常与有经验的人交流…是获得Commonsense的方法。用于模拟的SOI器件•在做模拟研究时，要把器件参数和工作电压设定的与实际情况接近，否则将达不到研究目的–比如在栅漏均为Vdd时，通常栅氧化层上的场强为3～5x106V/cm，如果随便加大电压，使场强增大到107