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1、半导体工艺仿真实验指导书基于 silvaco TCAD光电学院微电子教研中心王智鹏 2014.3 本指导书首先介绍了 silvaco TCAD 半导体工艺仿真软件的安装方法、主 要界面信息与基本命令。然后分别从半导体工艺仿真与半导体器件仿真入手，重 点介绍了 silvaco TCAD 软件的仿真操作。本指导书适用于半导体工艺及器件仿真实验、半导体器件仿真综合课程 设计课程教学。一、 silvaco TCAD 软件概述1、 软件的安装a) 1、运行安装文件，出现如图1.1的安装向导界面，勾选在“ Ins tallLicense Server选项，点击Next,即开始安装程序。图1.1 silva
2、co TCAD 安装向导界面b) 安装完毕后，根据提示，设置6位数服务器密码。并保留图1.2中浏览器中自动打开的服务器网页。图 1.2 服务器网页c）运行桌面上快键方式“S. EDA Tools”，选择“Stop Server”以停止服 务。把 _key 文件夹中的 rpc.sflmserverd.exe 文件复制到安 装目录的 “sedatoolslibrpc.sflmserverd8.0.3.Rx86-nt” 目录中。d）在快捷方式中运行“ Start Server”。e）浏览b）中保留的服务器网页。若已关闭可运行快捷方式中的“ SFLMAdmin ”再次打开。f）输入b）中设置的密码，点
3、击login，并记录下方框中的“Machine IDs”。g）打开 _key 文件夹中 Silvaco.lic 文件，如图 1.3 所示，将“LM_HOSTIDS xxxxxxxxxNL_HOSTIDS ” 中“ xxxxxxxx ” 位置的内容替换为f）中记录的Machine IDs。_J Stlvaco -文件(F) 编辑(E) 格式(O) 查看(V)帮助(H)v SFLM License File# silvaco. file ASCII version=l. 8. 20 format=1Copyright Sflm 二 license Tue Jan 10 2006 09:34:33
4、GMT-8 (Pacific Standard Time) from SILVACO VERSION 5GENERATED Fri, 01 Dec 2006 17:34:33 GMTVENDOR SilvacoLICENSE_ID Silvaco_12345. 6# LICENSE_VALID_FROM30:Oct:2006# LICENSE_VALID_TO30:Jul:2016# CCSTOMER_NAMESilvaco Inc.# CUSTONffiR_CONTACT=Silvaco Man# CUST OME R_C ONT AC T_EMAILsupports i1vac o. co
5、m#CUSTOMER_CONTACT_TEL_NO 404-123-171# CUSTOMER_ADDRESSUS#PurchaseiJMAINTENANCE_DATE Thu, 01 Dec 2016 08:00:00 GMT#ffLICENSE. STATUSEEHEL_HOSTIDSSTART_DATE Fri, 01 Dec 2006 08:00:00 GMTEND_DATE Thu, 01 Dec 2016 08:00:00 GMT# Floating Products# =USERS 999# =# DeckBuildtt MODULE_CLASS 1MODULE_GROUP 1M
6、ODULES 1MODULES 2MODULES 3MODULES 4MODULES 5MODULES 6MODULES 7M0DULES 8MODULES 9MODULES 10MODULES 11MODULES 12# =# Atlas# MODULE_CLASS 1MODULE_GROUP 2MODULES OMODULES 1MODULES 2MODULES 3MODULES 4M0DULES 5MODULES 6M0DULES 7MODULES 9MODULES 1OMODULES 1 MODULES 13MODULES 15 MODULES 16MODULES 17MODULES
7、18M0DULES 19MODULES 20MODULES 21MODULES 22MODULES 23图 1.3 Silvaco.lic 文件h) 将 Silvaco.lic 文件复制到目录 sedatoolsetc 下。i) 浏览服务器网页，选择左边的“ Ins tall new license”，弹出图1.4所 示的“ new license 窗口后，选择“ Ins tall Saved File”。New tkenseChoose a method of installing new lit:enses:Automatic update图 1.4 “new license ”窗口j)
8、在如图 1.5 所示的窗口中浏览 sedatoolsetc 目录，选择 Silvaco.lic并点击“ Agree”。文件New license - Local FileBy installing a license file, you agree to to the currentlicense conditions posted athttp: w 询 w sfl itl 门 Et/Lic? n s e Ao2 m 2 门匕Type the location of the license file or click Browse to choose from a folder li或.Li
9、cense File to Load F: sedatoolsetclice f 浏劇二二二MTo agree and load the license file click the Agree button below or press enter on the line above.图1.5浏览本地license文件k) 在图 1.6 所示的信息确认窗口中选择 Done 即完成安装。若方框中Machine IDs所示内容包含“NL_HOSTIDS”，则重新修改Silvaco.lic文 件，删除Machine IDs文本后面的“NL_HOSTIDS”。图 1.6 信息确认窗口2、 软件界面a
10、）运行快捷方式中DeckBuild，打开如图1.7所示的DeckBuild界面图 1.7 DeckBuild 界面b）在DeckBuild中的Edit目录下，选择“Preferences打开work文件夹 设置窗口，在“working directory标签中可以查看或修改当前工作目 录。示仿真得到的二维、三维结构或结构特性曲线图 1.9 结果显示窗口d）在二维结构结果显示窗口中依次点击“plot” “display ”选项，弹出如图1.10的图形显示设置窗口。在窗口中可以分别设置网格、边距、 区域、等位线、矢量信息、光特性、结、电极、三维信息、颜色信息参 数。Define s昨ply图 1.
11、10 图形显示设置窗口e）在特性曲线结果显示窗口中依次点击“plot” 一一 “display ”选项，弹出如图1.11所示的波形显示设置窗口。在窗口中可设置曲线显示类型、坐标类型、XY轴显示量等参数。Show:Y Qu：=ltli.LirLe：=ir) :Y Qu：=ltlilog):国 Tony plot: Display (XY Graph)Gate VoltageGa七已 I门t. VoltageGate CurrentSource VoltageGmt已 Vol tEug已Gate Int. VoltagsGmt已匚urrentSource VoltageSource Int. Vo
12、11 agerSource Int. VoltageSource CurrentSource 匚urrentDrain Vol七已日已Drain Vo11 ageDrain 工nt. VoltageDrain Int . Vo 1 ta.geDr.3.in CurrentDrain CurrentSubst工31e VoltageSubstrate VoltagsSubstrate 1口 t. Vol tagsSubstfat已 Int. VoltagsSubstratE CurrentT-Substrate 匚urrentT-Group: NuneFijtlctioiiE.图 1.11 波形
13、显示设置窗口f）在二维结构结果显示窗口中依次点击“tool” “cut line ”选项，弹出如图1.12所示的cut line窗口。可以通过选取cut line，提取结构中 某一点的特性参数。Tony plot: Cutline图 1.12cutline 窗口g) 调取仿真实例h) 在deckbuild界面依次点击“help“example菜单，启动如图1.13 的 “example loader 窗口。图 1.13 “example loader 窗口在“example loader窗口第一行的下拉菜单中可以选择MOS、BJT等器 件或 Athena-implant 等工艺类型，选定类型后
14、可从下方列表中选取所需 实例。二、 silvaco TCAD 工艺仿真操作1、基本命令a) go 与 quit 作用：启动和退出仿真器。 例子： go athena#line x loc=0 spac=0.1line x loc=0.2 spac=0.006 tonyplot -overlay -st mos1ex02_1.logquitb) set作用：设置全局变量或 tonyplot 显示方式例子： set temp=1000difuse time=30 temp=$temp此例中将“ temp ”设置为全局变量，在之后的仿真中声明“ $t emp ” 即可调用变量值。c) tonyplot 作用：图形显示仿真生成的器件结构、波形曲线等信息。例子： tonyplot -overlay cv.log iv.log -set show.set此例中将 cv.log 和 iv.log 两个文件，按照设置文件 show.set 的设置，叠加显示在一个窗口中。d) extract 作用：提取仿真中得到的器件、材料特性信息。例子： extract name=“gateox” thickness oxide mat.occno=
