SILVACO-ATLAS操作文档资料下载.pdf

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输入密码（注意大小写,并且本软件不显示密码图案“*”，一定注意输入正确与否），点击OK。

进入界面4）右击空白处选择“Tools”,再点击“Terminal”。

（如图1.4）图1.1图1.2图1.3中山大学微电子实验室SILVACOATLAS操作文档中山大学微电子实验室25）创建根目录并进入ATLAS软件5.1创建根目录

（1）右击选择“Files”,“FileManager”（如图1.5）.找到“experiment”文件夹并双击打开（如图1.6）。

（2）点击左上角“File”，“newfolder”.并在弹出窗口中“newfoldername”中输入自己的名字如”luyawei”（如图1.9），回到“Terminal”窗口。

（3）输入“deckbuildas&

”（注意deckbuild与as之间的空格），按回车，弹出如图1.11的窗口。

图1.4图1.5图1.6图1.9中山大学微电子实验室SILVACOATLAS操作文档中山大学微电子实验室3二、NMOS结构的ATLAS仿真我们将以下几项内容为例进行介绍：

1.建立NMOS结构。

2.Vds=0.1V时，简单Id-Vgs曲线的产生；

3.器件参数如Vt，Beta和Theta的确定；

4.Vgs分别为1.1V，2.2V和3.3V时，Id-Vds曲线的产生。

三、建立NMOS结构本节将按照建立器件的一般步骤：

定义网格；

定义材料区域；

定义电极；

定义摻杂；

定义材料类型；

定义物理模型；

定义接触类型。

我们将按照上述方法建立的器件用tonylopt直接显示出来，以便于查看修改。

启动ATLAS，输入语句：

goatlas。

按下回车键。

1.1.定义网格定义网格在ATLAS中定义器件只能用矩形方式定义。

如欲定义如右图的结构，必须按照三个黑色矩形来定义。

这些矩形区域在ATLAS中称之为网格。

网格的大小由X、Y坐标（loc）定义，为了更为精确的描述网格，ATLAS将网格进行细分（spac），等号后面的参数即为细分的间隔。

网格的疏密决定仿真结果的精确程度。

1）依次点击右上角“commands”、“structure”、“mesh”。

（如图3.1）。

进入图3.2所示的“ATLASMesh”界面。

在“Type”选项中选择“constructnewmesh”。

进入图3.3的“ATLASMeshDefine”界面。

图3.1图3.2图1.11中山大学微电子实验室SILVACOATLAS操作文档中山大学微电子实验室41.“Direction”选项选择“X”。

在“Location”中输入1，“spacing”中输入0.5，点击“Insert”。

按照以上流程依次输入（0.5，0.05）、（0.5，0.008）、（1，0.1）、（1.1，1）、。

输入X完毕后点击“Y”。

输入（0.1，0.05）、（0.08，0.05）、（0，0.05）、（0.5，0.02）、（4，2）。

结果如图3.3。

2.直接点击图3.2中的“WRITE”。

在主界面中将生成如下语句（如图3.4）。

2.定义材料区域定义材料区域定义好网格之后，下面就需要将定义的网格规划成区域，每个区域可以定义不同的材料类型。

区域1为氧化层，区域2为衬底Si，区域3、4为N重摻杂区域。

以下我们将使用region命令定义不同的材料区域。

1）依次点击右上角“commands”、“structure”、“Region”。

进入图3.5的“AtlasRegion”界面。

2）点击“AddRegion”，“Number”中出现“1”。

依次在下面的数据输入端口中输入“1.1，1.1，0.1，0”，并选择“Material”为“SiO2”。

图3.3图3.4图3.5中山大学微电子实验室SILVACOATLAS操作文档中山大学微电子实验室53）按照第2步的方法依次建立区域2、3、4。

区域2的数据为“1.1，1.1，0，4”，“Material”为“Silicon”（图3.5）；

区域3的数据为“1,0.5,0,0.5”，“Material”为“Silicon”;

区域3的数据为“0.5,1,0,0.5”，“Material”为“Silicon”。

按下“WRITE”。

生成语句如图3.7.行语句解释：

a.Region：

区域定义命令。

b.Number：

区域标号c.x.min，x.max等：

指定所要定义的区域。

d.Material：

定义材料类型，可以选择提供的各种材料。

e.polarizationcalc.strain等：

申明极化效应，并对极化效应大小及极化电荷密度进行计算。

3.定义电极定义电极本节将为上述定义好的各个区域引出电极。

为此我们将使用electrode命令。

1）依次点击右上角“commands”、“structure”、“Electrode”。

进入图3.8的“AtlasElectrode”界面。

2）点击“Adddelctrode”，选择“gate”；

然后依次添加“drain”，（如图3.9）；

3）点击“gate”，再点击“definelocation”。

输入如图3.10中的数据（0.55,0.55,0.1,0.08）；

同样再选择“drain”，输入如图3.11中的数据（0.7,0.9,0.1,0.01）。

同样再选择“source”，输入如图3.12中的数据（0.9,0.7,0.1,0.01）。

点击“WRITE”,生成语句如图3.13.图3.6图3.7图3.8图3.9中山大学微电子实验室SILVACOATLAS操作文档中山大学微电子实验室6行语句解释：

a.Electrode：

定义电极命令。

Name是电极名。

引出电极区域标号。

c.Contact：

为每个电极添加接触类型。

Name是电极名，紧接着就是接触类型。

4.定义摻杂定义摻杂本节为区域2、3、4摻杂，区域2中摻入浓度为1e17的施主杂质，区域3、4中摻入浓度为1e19的施主杂质。

我们将使用doping命令。

1）依次点击右上角“commands”、“structure”、“Doping”，“Analytic”。

进入图3.14的“AtlasDopingProfile”界面。

2）“ProfileType”选择uniform，“conc”中填入“1e17”，“regions”选择2，其余保持默认。

点击“WRITE”。

语句如下所示.3）同第1步再次进入“AtlasDopingProfile”界面。

“ProfileType”选择uniform，“conc”中填入“1e19”，“regions”选择3，其余保持默认。

4）将第3步再操作一遍只是将“regions”选择4，生成语句如下。

图3.10图3.11图3.12图3.13图3.14中山大学微电子实验室SILVACOATLAS操作文档中山大学微电子实验室7a.Doping：

摻杂命令b.Uniform：

杂质分布类型是均匀分布。

（常用参数是杂质类型和杂质浓度）c.Conc：

杂质浓度；

n.type：

杂质类型；

regions：

区域标号。

5.定义材料特性定义材料特性所有的材料都被分为半导体、绝缘体、导体三大类。

每一类都有特定的参数，如半导体有电子亲和势、能带间隙、少子寿命等。

本节将用material命令来定义相关参数。

Material参数分为几大类。

区域参数，能带结构参数，迁移率模型参数，复合模型参数等等。

每个参数都对应一定的物理模型，由一系列方程来表示这些量。

常用参数（命令）有：

本征载流子浓度允许的最小值（ni.min）、电子空穴的寿命（taun0、taup0）、电子空穴迁移率（mun、mup）。

本部分将指定本征载流子浓度允许的最小值为1e10，电子空穴的寿命均为1e9s。

直接在主窗口中输入语句。

“materialni.min=1e10taun0=1e9taup0=1e9”四、模型指定命令组以上我们已经建立了器件结构，现在我们将进入模型指定命令组。

在这个命令组中，我们将分别用Model语句、Contact语句和Interface语句定义模型、接触特性和表面特性。

1.选定物理模型本节将用models命令指定物理模型。

这些物理模型可以分为五组：

迁移率模型，复合模型，载流子统计模型，碰撞离化模型和隧道模型。

针对目前的技术均有简便的方法配置相应模型，例如本实验的MOS技术应选用的基本模型有迁移率模型（CVT），复合模型（SRH），载流子统计模型（fermidirac）。

本节将选用载流子统计模型（fermidirac）。

具体方法是：

1）依次点击右上角“commands”、“models”、“models”。

进入图4.1的“Atlasmodels”界面。

2）“Catagory”选择“Statistics”;

下面选择“fermidirac”；

图4.1图4.2中山大学微电子实验室SILVACOATLAS操作文档中山大学微电子实验室82.定义接触类型与半导体材料接触的电极默认其具有欧姆特性。

如果定义了功函数，电极将被作为肖特基（Shottky）接触处理。

Contact语句用于定义有一个或多个电极的金属的功函数。

1）依次点击右上角“commands”、“models”、“contact”。

进入“Atlascontact”界面。

如图4.22）“Electrodename”中填入“gate”，“workfunctiondifference”选择“Al”,点击“WRITE”。

3）再次进入“Atlascontact”界面，“Electrodename”中填入“source”，“workfunctiondifference”选择“Al”，勾选“surfacerecombination”,点击“WRITE”。

4）再次进入“Atlascontact”界面，“Electrodename”中填入“gate”，“workfunctiondifference”选择“Al”勾选“surfacerecombination”,点击“WRITE”。

生成语句如下：

以上我们将每个电极均定义为欧姆接触，接触势为4.1。

3.指定接触面特性为了定义NMOS结构的接触面特性，我们需要使用Interface语句。

这个语句用来定义接触面电荷浓度（qf）以及半导体和绝缘体材料接触面的表面复合率（s.n.、s.p.）。

定义硅和氧化物接