Методические указания к лабораторным работам по приборно-технологическому моделированию в системе TCAD Sentaurus (1076440), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Файл топологии является имеет имя <имякомпонента>_lig.lyt – в нашем случае, sde_lig.lyt. Он получаетсякопированием файла sprocess_lig.lyt, добавлением в него топологии областейконтактов и трехмерного региона SIM3D, охватывающего регион SIM2D(рисунок 15).Рисунок 15 – к созданию областей контактовСразу поясним, что исток мы обозначаем именем SOURC, а неSOURCE, чтобы в дальнейшем в системе не возникало конфликта сослужебной командой source. Для моделирования МОП-транзистора наобъемном кремнии достаточно трех контактов – истока (SOURC), затвора(GATE) и стока (DRAIN).Образец файла маршрута получите на занятии у преподавателя. Егоструктура схематично приведена на рисунке 16.Рисунок 16 – структура файла маршрута подключения контактовБлок определения координат i-го контакта состоит из следующихопераций Ligament Flow:pattern <Имя слоя, соответствующего i-му контакту> polarity:light_fieldinsertsde(sde:add-material(find-materialid \"Resist\" ) \"Resist\" \"myregion<i>\" )(sde:define-parameter \"x<i>1\" (position:x (list-ref (entity:box (find-regionid \"myregion1\" )) 0) ))(define mb (entity:box (find-region-id \"myregion<i> \" ) \#t))(sdegeo:rotate-selected mb (transform:rotation (position 0 0 0) (gvector 0 01) 180 ) \#f )(sde:define-parameter \"x<i> 2\" (position:x (list-ref (entity:box mb) 0) ))(sde:save-parameters \"n@node@_parameters\" )(roll)(roll)(roll)etch material: resist thickness: 5 um etch_type: stripВо всем приведенном выше тексте следует вместо <i> следуетподставить порядковый номер контакта.Блок подключения контактов к структуре представляет собой программуследующей структуры:(sde:clear)(sdeio:readbnd \"n@node|sprocess@_msh.cmd\" )…##Расчет координаты центра i-го контакта(define x<i>2 (* -1 x<i>2) )(define x<i>mid (* 0.5 (+ x<i>1 x<i>2) ) )…##Cоздание i-го прямоугольника для контакта:(sdegeo:create-rectangle (position x<i>1 -0.5 0) (position x<i>2 0.10) \"Silicide\" \"r<имя i-го контакта>\" )…##Cоздание обозначения в системе i-го контакта:(sdegeo:define-contact-set \"<имя i-го контакта>\" 4 (color:rgb 1 00 ) \"##\" )…##Подключение i-го контакта(sdegeo:set-current-contact-set \"<имя i-го контакта>\" )(sdegeo:define-2d-contact (list (car (find-edge-id (position x<i>mid -0.5 0))))\"<имя i-го контакта>\" )…(sdepe:save \"n@node|sde@_msh\" \"\" \"DFISEBND\" )Каждая из составляющих приведенного текста, кроме первых двух строки последней строки повторяется столько раз, сколько внешних контактовдолжно быть подключено к прибору.
Вместо < имя i-го контакта > в случаеМОП-транзистора будем подставлять sourc, gate, drain, вместо <i> – 1,2 и 3.Допускается нумерацию контактов начинать и с нуля.После подготовки исходных данных следует запустить программу навыполнение. В результате генерируется bnd-файл с подключеннымивнешним контактами.Следующим этапом подготовки является создание пользователем cmdфайла. Вначале после компонента Sentaurus SE следует добавить компонентMesh.
Для этого следует выделить компонент Sentaurus SE и правойклавишей вызвать контекстное меню. В меню выбрать команду Add..., воткрывшемся окне нажать на кнопку Tools и выбрать компонент Mesh.Перейти на вкладку Input Files и установить поле выбора boundary значениеProduced by Previous Tools. После этого можно закрыть окно кнопкой ОК.При моделировании электрических характеристик МОП-транзисторарекомендуется наиболее мелкое разбиение сетки делать в подзатворнойобласти, но более сложным является разбиение сетки в направлении,перпендикулярном границе окисел-кремний: шаг сетки должен на самойгранице составлять 0,1 нм (в соответствии с рекомендациями из [3]), а затемпостепенно увеличиваться в глубину кремниевой подложки.
Командныйфайл генерации сетки следует получить на занятиях у преподавателя.Разобраться с его структурой не представит труда с использованиемсправочной системы TCAD Sentaurus по компоненту Mesh. Вход всправочную систему осуществляется из меню Help/Manuals среды SentaurusWorkbench.7. Задания для лабораторной работы №1 «Моделирование процессаформирования структур в TCAD Sentaurus»1. Получить у преподавателя инструкции по подключению к удаленномусерверу (адрес сервера, имя и пароль пользователя). Открыть окно терминалаи запустить среду Sentaurus Workbench командой swb.2. Командой Project/New/New Project в рабочей директории создатьновый проект. Задать ему имя proj_<фамилия студента> с помощью менюProject/Save As/Project.
При написании имени проекта следует указатьполный путь к нему. Если полный путь не будет указан, то проект будетсохранен в директорию по умолчанию, значение которой хранится всистемной переменной $STDB.3. В дерево компонентов добавить Sprocess. Для этого следуетвыделить левой клавишей мыши область No Tools и правой клавишейвызвать контекстное меню. В меню выбрать команду Add... и в открывшемсяокне нажать на кнопку Tools и выбрать компонент Sprocess. В поле выбораRun As установить флаг Batch и перейти на вкладку Input Files. Установитьполе выбора Use Ligament to Create Input Files значение yes.
После этогоможно закрыть окно кнопкой ОК. Запомните! При формированиикомандных файлов и задании имен параметров важен регистр вводимыхсимволов!4. Поставить указатель мыши на компонент Sprocess. Правой клавишеймыши вызвать контекстное меню. Выбрать пункт Edit Input/Ligament Flow.Открывшееся окно представляет собой редактор технологическогопроцесса. В левой части окна должны быть приведены служебные команды(environment, к примеру), а также последовательность операцийформирования структуры. Командой Edit/Add Process Header добавьтезаголовок маршрута environment и описание исходной подложки substrate.Для добавления операции в технологический процесс следуетперетащить мышкой нужную операцию из правой нижней части окнаLigament Flow в левую часть окна (в описание технологического процесса).«Перетаскивание» должно быть выполнено именно на ту операциютехнологическогопроцесса,послекоторойнужновставить«перетаскиваемую» операцию.На вкладке Generic представлены служебные команды, а на вкладкеProcess – операции технологического процесса:Implant – ионная имплантация;Anneal – термообработка.
Включает моделирование химическихпроцессов при повышенной температуре (окисление, силицидированиеповерхности кремния), диффузионных процессов и процессов активациилегированной примеси;Pattern – формирование маскирующего слоя. Имя маски должносовпадать с именем топологического слоя, нарисованного в редактореLigament Layout.Pattern2d – формирование маскирующего слоя без связи стопологическим рисунков Ligament Layout. Возможно только при двумерноммоделировании, когда пользователь по каким-либо причинам хочетсамостоятельно вводить координаты точек, ограничивающих маскирующийслой.Epitaxy – Эпитаксия;Deposit – Осаждение;Etch – Травление.Ввестипроцессформированияструктурывсоответствиис приложением 1.
При моделировании после каждого выполненного шагавыполнить сохранение структуры (команда insert из таблицы 3 или командаSave — вводится как отдельная операция Ligament Flow).Закрыть окно Ligament Flow.5. Поставить указатель мыши на компонент Sprocess. Правой клавишеймыши вызвать контекстное меню. Выбрать пункт Edit Input/Ligament Layout.Окно Ligament Layout включает в себя строку меню, панельинструментов, панель слоев (левая часть окна Layers), панель режима (Mode,левая часть окна, над Layers) и рабочую область для редактированиятопологии.При активации на панели Mode режима Layout пользователь переходит врежим редактирования топологии: добавления и удаления слоев, добавлениягеометрических элементов в слои, логические операции над слоями,преобразование координат и т.п.Среди всех слоев обязательно должны быть слои с такими именами, накоторые есть ссылка в операциях pattern из Ligament Flow.При активации режима TCAD панель Layers заменяется на панельSIM Regions.
В этом режиме задается область топологии (sim_region),предназначенная для моделирования, а также могут быть заданыгеометрические области вариации топологии в зависимости от внешнихпараметров Sentaurus Workbench.На панели SIM Regions должна существовать, по крайней мере, однаобласть моделирования, на которую есть ссылка в Ligament Flow с помощьюслужебной команды environment (параметр region).Область моделирования может быть одномерной (задается с помощьюточки на топологии), двумерной (задается с помощью отрезка на топологии)и трехмерной (задается с помощью прямоугольника на топологии.
При этомк существующим измерениям координат в топологии sim_region добавляетсянаправление, перпендикулярное плоскости топологического рисунка.Например, если sim_region представлен точкой, то к 0 размерам областиsim_region в плоскости рисунка добавляется один размер в направлении,перпендикулярном плоскости рисунка. Получается область одномерногомоделирования вдоль оси, перпендикулярной плоскости рисунка,проходящей через точку, совпадающую с sim_region.Создать слой POLY в виде многоугольника с координатами вершин(0.1,0.9) (0.25,0.9) (0.25,0.6) (0.4,0.6) (0.4,0.3) (0.1,0.3). Можно изначальносоздать этот прямоугольник приближенно, а затем откорректироватькоординаты каждой из вершин.
Для редактирования координат вершиныдостаточно выполнить на ней двойной щелчок левой клавишей мыши.Создать регион моделирования SIM2D, который содержит топологиюполикремния.Закрыть Ligament Layout.6. Для запуска программы Sprocess на моделирование нужно выделить узелкомпонента Sprocess ([n1] в соответствии с рисунком 17); затем нажатькомбинацию клавиш Ctrl+R на клавиатуре и в появившемся окне нажатькнопку Run.Рисунок 17 — выделенный узел для запуска на выполнениеСостояние процесса счета можно контролировать с помощью out-файла,содержимое которого может обновляться в интерактивном режиме. Для этогоузел проекта, запущенный на моделирование, выделяется левой клавишеймыши, после чего на клавиатуре следует нажать Ctrl+W.
Это же можносделать и с помощью контекстного меню, появляющегося при выделенииузла проекта правой клавишей мыши и выбором пункта View Output.Цвет каждого узла показывает его состояние.Значения наиболее часто используемых цветов для индикации состоянияпрограммы приведены в таблице 4.Таблица 4 — состояние выполняемых программ в Sentaurus WorkbenchЦветСостояние программыбелыйПрограмма не запускаласьсинийзеленыйрозовыйкрасныйоранжевыйПрограмма выполняется в настоящий моментПрограмма находится в очереди на выполнениеВыполнение программы прервано пользователемПрограмма завершила выполнение с ошибкойПрограмма завершила выполнение успешноРасшифровка всевозможных цветов индикации приведена в нижнейправой части окна среды Sentaurus Workbench.7.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
