MEDICI的使用簡(jiǎn)介.doc

MEDICI的使用簡(jiǎn)介第五章MEDICI 的使用簡(jiǎn)介 51 MEDICI 的使用1 登陸請(qǐng)使用自己的帳號(hào)登陸到3。進(jìn)入系統(tǒng)后,請(qǐng)進(jìn)入目錄/export/home/avant/bin如果用戶是從PC機(jī)上登錄的，應(yīng)確保在登錄前已經(jīng)運(yùn)行了EXCEED（該程序可以使工作站上的圖形輸出在PC機(jī)上可見(jiàn)），在登陸后應(yīng)接著運(yùn)行命令（這個(gè)命令使得程序結(jié)果輸出在指定的PC機(jī)上）：setenv DISPLAY 本機(jī)IP：0.0 2 運(yùn)行MEDICI步驟如下：將所有的語(yǔ)句寫(xiě)在一個(gè)文本文件中，在運(yùn)行命令medici后系統(tǒng)將提示是否輸入文件名，此時(shí)可以將文件名輸入?；蛘咧苯訉⑽募鳛閰?shù)和medici命令一起運(yùn)行如下： medici /export/home/avant/public/study.txt 52 關(guān)于MEDICI 的概述關(guān)于MEDICI語(yǔ)法的詳細(xì)描述請(qǐng)參閱使用手冊(cè)（Manule.pdf），在該手冊(cè)中有幾種不同類(lèi)型結(jié)構(gòu)的例子（如MOS和NPN），請(qǐng)結(jié)合例子來(lái)準(zhǔn)確理解語(yǔ)句的用途。一MEDICI 的功能簡(jiǎn)介Medici 是先驅(qū)（AVANT?。┕镜囊粋€(gè)用來(lái)進(jìn)行二維器件模擬的軟件，它對(duì)勢(shì)能場(chǎng)和載流子的二維分布建模，通過(guò)解泊松方程和電子、空穴的電流連續(xù)性等方程來(lái)獲取特定偏置下的電學(xué)特性。用該軟件可以對(duì)雙極型、MOS型等半導(dǎo)體器件進(jìn)行模擬，這個(gè)程序通過(guò)解二極管和雙極型三極管以及和雙載流子有關(guān)的電流效應(yīng)（諸如閂鎖效應(yīng)）的電流連續(xù)性方程和泊松方程來(lái)分析器件。Medici 也能分析單載流子起主要作用的器件，例如：MOSFET，JFET，MESFET。另外，MEDICI 還可以被用來(lái)分析器件在瞬態(tài)情況下的變化。在亞微米器件模擬中，MEDICI 通過(guò)聯(lián)解電子和空穴的能量平衡和其他的器件方程，可以對(duì)深亞微米的器件進(jìn)行模擬。像熱載流子和速度過(guò)沖等效應(yīng)在MEDICI 中都已經(jīng)考慮了，并能夠?qū)λ麄兊挠绊戇M(jìn)行分析。二MEDICI 的一些特性網(wǎng)格（GRID） 在MEDICI 使用了非均勻的三角形網(wǎng)格，可以處理具有平面和非平面表面的特殊器件，并且能夠根據(jù)電勢(shì)或雜質(zhì)分布的情況自動(dòng)進(jìn)行優(yōu)化。電極可以被放在器件結(jié)構(gòu)中的任何地方。雜質(zhì)分布的讀入雜質(zhì)的分布可以通過(guò)MEDICI 的函數(shù)從AVANT！的其他工藝建模軟件如：TMA SUPREM3和SUPREM4或者是包含雜質(zhì)分布的文本文件中獲得，也可以在文本文件中描述。物理模型為了使模擬的結(jié)果精確，下列模型都可以被考慮進(jìn)來(lái)：載流子的復(fù)合，PHOTOGENERRATION，碰撞離化效應(yīng)，禁帶變窄效應(yīng)，BAND-BAND TUNNELING，遷移率的變化，載流子壽命，載流子的Boltzman 和 Fermi-Dirac 統(tǒng)計(jì)分布，部分離化效應(yīng)。其他特性1 Attach lumped resistive，capacitive，and inductive elements to contacts2 可以描述分布式接觸電阻3 可以在模擬中描述電壓和電流的邊界條件4 I-V曲線自動(dòng)跟蹤5 為了計(jì)算和頻率相關(guān)的電容，電導(dǎo)，admittance和s參數(shù)，可以在任何虛擬的頻率下進(jìn)行交流小信號(hào)分析圖形的輸出1 One-dimensional plots of terminal data可以用來(lái)顯示直流特性，例如，所加的電壓，接觸端的電壓，終端電流，時(shí)間（瞬態(tài)特性），還能夠用來(lái)顯示交流量，如電容，電導(dǎo)，admittance，頻率，以及用戶定義的一些變量。2 可以顯示沿著器件結(jié)構(gòu)中特定路徑上的某一參量的一維分布包括：勢(shì)能，載流子的準(zhǔn)費(fèi)米勢(shì)能，電場(chǎng)，載流子濃度，雜質(zhì)濃度，復(fù)合和產(chǎn)生率，以及電流密度。3 網(wǎng)格，邊界，電極，和結(jié)的位置，耗盡區(qū)邊界的二維結(jié)構(gòu)圖4 量的二維圖形分布，例如：勢(shì)能，載流子的準(zhǔn)費(fèi)米勢(shì)能，電場(chǎng)，載流子濃度，雜質(zhì)濃度，復(fù)合和產(chǎn)生率，電流密度，電流分布。5 電流密度核電場(chǎng)的二維向量分布6 Three-dimensional projuction plots of quantities，例如：勢(shì)能，載流子的準(zhǔn)費(fèi)米勢(shì)能，電場(chǎng)，載流子濃度，雜質(zhì)濃度，復(fù)合和產(chǎn)生率，電流密度，三MEDICI 的語(yǔ)法概覽語(yǔ)句簡(jiǎn)介器件結(jié)構(gòu)定義語(yǔ)句包括:MESH, X.MESH, Y.MESH, ELIMINATE, SPREAD, BOUNDRY, TSUPREM4,REGION， ELECTRODE, PROFILE。這些語(yǔ)句定義了器件的結(jié)構(gòu)和模擬用的網(wǎng)格.MESH:初始化網(wǎng)表的生成X.MESH:描述X方向上的網(wǎng)格線的位置Y.MESH:描述Y方向上的網(wǎng)格線的位置ELIMINATE:沿著網(wǎng)格線縮減節(jié)點(diǎn)SPREAD:沿著水平網(wǎng)格線調(diào)整節(jié)點(diǎn)的垂直位置BOUNDRY:調(diào)整模擬的網(wǎng)表以適應(yīng)邊界的界面REGRID可以用來(lái)用來(lái)對(duì)這種網(wǎng)格進(jìn)一步優(yōu)化. 材料物理性能描述REGION:描述材料在結(jié)構(gòu)中的區(qū)域INTERFACE 語(yǔ)句可以被用來(lái)說(shuō)明界面層電荷,陷阱,和復(fù)合速率. CONTACT被用來(lái)說(shuō)明電極邊上的特殊邊界條件. MATERIAL可以用來(lái)改變結(jié)構(gòu)的材料特性. 器件求解的物理模型MOBILITY描述和各種各樣的遷移率模型相關(guān)的參數(shù). MODELS用來(lái)描述模擬過(guò)程中的物理模型. SYBOLIC可用來(lái)選擇模擬時(shí)用的求解方法. METHOD用來(lái)對(duì)特定的求解方法選擇特殊的技巧. SOLVE用來(lái)選擇偏置條件和分析類(lèi)型.,這個(gè)語(yǔ)句可以被用于穩(wěn)態(tài),瞬態(tài)和交流小信號(hào).圖形化結(jié)果的輸出 PLOT.3D被用來(lái)初始化三維圖顯示平臺(tái)，它的配套語(yǔ)3D.SURFACE,TITLECOMMENT等. PLOT.2D用來(lái)初始化二維圖形顯示平臺(tái).它的配套語(yǔ)句可以有CONTOUR,VERCTOR,E.LINE,LABEL,TITLE,COMMENT等.PLOT.1D用來(lái)初始化一維圖形顯示平臺(tái),它的配套語(yǔ)句有E.LINE,LABEL,TITIE,COMMEN，CONTOUR等. 網(wǎng)表描述的步驟通常,網(wǎng)表的描述有以下步驟:1. 定義一系列有間隔的X和Y方向的網(wǎng)格線構(gòu)成的一個(gè)簡(jiǎn)單的矩形2. 將網(wǎng)格線適當(dāng)扭曲以適應(yīng)非平面的圖形或者與雜質(zhì)的分布相匹配(平面性很差的結(jié)構(gòu)很難處理好)，這一步的目的是為了將網(wǎng)格進(jìn)行優(yōu)化。3. 將多余的節(jié)點(diǎn)從網(wǎng)格中去除掉。 4描述材料區(qū)域和電極語(yǔ)句格式:MEDICI 的輸入語(yǔ)句具有自由的格式,并具有下列的一些特性.a) 每一個(gè)語(yǔ)句都由語(yǔ)句名稱(chēng)開(kāi)始,后面再跟一些參數(shù)名和值.b) 每一個(gè)語(yǔ)句都可以占用一行以上的地方,行與行之間用連接符號(hào)(“+”)連接.c) 每一行最多由80個(gè)字符構(gòu)成參數(shù)類(lèi)型:參數(shù)是指接在每一個(gè)語(yǔ)句名稱(chēng)后，用來(lái)定量的實(shí)現(xiàn)該語(yǔ)句的功能的符號(hào)。a) logical:如果該參數(shù)出現(xiàn),則表示為trueb) numericalc) arrayd) character輸入限制:1. 最多1000個(gè)語(yǔ)句2. 最多2000行3. 最多60000個(gè)字符 53 教學(xué)實(shí)例1這里以一個(gè)NMOS為例作了一些分析.關(guān)于這個(gè)例子的描述文件放在/export/home/avant/public/study.txt中，可以通過(guò)FTP將這個(gè)文件下載（這是一個(gè)文本文件），假如想在這個(gè)文件的基礎(chǔ)上做進(jìn)一步的修改的話，修改后必須將文件上載到原來(lái)的目錄下，然后按照前面所說(shuō)的方法運(yùn)行該文件。另外使用手冊(cè)也放在這個(gè)目錄下，有興趣的話可以自己下載了去看（用Acrobat打開(kāi)）。請(qǐng)各位需要注意的是，在使用之前請(qǐng)每人自己作一個(gè)備份，并使用另外的名字，以免因?yàn)槭褂猛粋€(gè)文件名致使程序運(yùn)行到半中間時(shí)產(chǎn)生沖突而中斷。例子如下;TITLE TMA MEDICI Example 1 - 1.5 Micron N-Channel MOSFET給本例子取的標(biāo)題，對(duì)實(shí)際的模擬無(wú)用COMMENT Specify a rectangular meshCOMMENT語(yǔ)句表示該行是注釋MESH SMOOTH=1創(chuàng)建器件結(jié)構(gòu)的第一步是定義一個(gè)初始的網(wǎng)表(見(jiàn)圖1),在這一步中網(wǎng)表不需要定義得足夠精確,只需要能夠說(shuō)明器件的不同區(qū)域,在后面我們會(huì)對(duì)該網(wǎng)表進(jìn)行優(yōu)化.網(wǎng)表的生成是由一個(gè)MESH語(yǔ)句開(kāi)始的,MESH語(yǔ)句中還可以對(duì)smoothing進(jìn)行設(shè)置(好的smoothing可以把SPREAD語(yǔ)句產(chǎn)生的鈍角三角形帶來(lái)的不利影響減小).COMMENT WIDTH is the whole width,H1 is the width of a gridX.MESH WIDTH=3.0 H1=0.125X.MESH和Y.MESH語(yǔ)句描述了初始網(wǎng)表是怎樣生成的,X.MESH用來(lái)描述橫向的區(qū)域.在此例子中,X.MESH語(yǔ)句中的H1=0.125說(shuō)明在橫向區(qū)域0WIDTH之間網(wǎng)格線水平間隔為0.125微米(均勻分布).COMMENT location of line NO. 1 is -0.025u, No.3 is 0.0uY.MESH N=1 L=-0.025Y.MESH用來(lái)描述縱向的區(qū)域,在這參數(shù)N指第一條水平網(wǎng)格線,L指位于0.025微米處Y.MESH N=3 L=0.第三條水平線位于0微米處 在這個(gè)例子中頭三條水平線用來(lái)定義厚度為0.025微米的二氧化硅(柵氧).COMMENT 0u-1.0u H1=0.125 1u-2u H1=0.250Y.MESH DEPTH=1.0 H1=0.125這條語(yǔ)句添加了一個(gè)1微米深(DEPTH)的,垂直向網(wǎng)格線均勻間隔0.125微米(H1)的區(qū)域Y.MESH DEPTH=1.0 H1=0.250添加了一個(gè)1微米深的,垂直向網(wǎng)格線均勻間隔0.250微米的區(qū)域COMMENT Eliminate some unnecessary substrate nodesELIMIN COLUMNS Y.MIN=1.1該語(yǔ)句將1.1微米(Y.MIN)以下的網(wǎng)格線隔列(COLUMNS)刪除,以減小節(jié)點(diǎn)數(shù)COMMENT distort source/drain oxide thickness using SPREADCOMMENT ENC means the abruptness of two reagion, the number more litter,more sharpSPREAD LEFT WIDTH=.625 UP=1 LO=3 THICK=.1 ENC=2SPREAD語(yǔ)句用來(lái)對(duì)網(wǎng)格線進(jìn)行扭曲,以便更好的描述器件的邊界.這個(gè)SPREAD語(yǔ)句將前三條網(wǎng)格線在左邊(0-WIDTH之內(nèi))的間隔從0.025(柵區(qū)氧化層)過(guò)渡到0.1微米(源區(qū)氧化層).其中UP指要定義的區(qū)域的上邊界(此處為第一條網(wǎng)格線),LO指要定義的區(qū)域的下邊界(此處為第三條網(wǎng)格線),THICK定義了這個(gè)區(qū)域的厚度.SPREAD RIGHT WIDTH=.625 UP=1 LO=3 THICK=.1 ENC=2這個(gè)SPREAD語(yǔ)句將前三條網(wǎng)格線的在右邊的間隔從0.025(柵區(qū)氧化層)過(guò)渡到0.1微米(漏區(qū)氧化層).參數(shù)ENC決定了從厚的區(qū)域過(guò)渡到薄的區(qū)域的變化特性.值越大過(guò)渡區(qū)越平緩,可以自己修改這個(gè)參數(shù),看看過(guò)渡區(qū)有什么變化（ENC=2表明只在兩格完成過(guò)渡）WIDTH在這里以過(guò)渡區(qū)域的中點(diǎn)為準(zhǔn)。COMMENT Use SPREAD again to prevent substrate grid distortionCOMMENT line NO.4 move to Y.Lo, line No.4 will be not affectedSPREAD LEFT WIDTH=100 UP=3 LO=4 Y.LO=0.125這個(gè)SPREAD語(yǔ)句將第四條網(wǎng)格線固定在0.125微米處（Y.LO=0.125）,可以使前兩條SPREAD語(yǔ)句產(chǎn)生的網(wǎng)格扭曲不影響到0.125微米以下的網(wǎng)格在這兒WIDTH參數(shù)取了一個(gè)特別大的值,可以把過(guò)渡性的區(qū)域放在器件的外面.COMMENT Specify oxide and silicon regionsCOMMENT no more description means all reagionREGION SILICONREGION是用來(lái)定義區(qū)域的材料性質(zhì),如果不特別說(shuō)明區(qū)域的范圍的話,則表示對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行定義,在這里定義整個(gè)區(qū)域?yàn)楣鑂EGION OXIDE IY.MAX=3定義第三條網(wǎng)格線以上的區(qū)域?yàn)槎趸鐲OMMENT Electrode definitionELECTR NAME=Gate X.MIN=0.625 X.MAX=2.375 TOPELECTR是用來(lái)定義電極位置的,在這里將柵極放在柵極二氧化硅的表面ELECTR NAME=Substrate BOTTOM將襯底接觸電極放在器件的底部ELECTR NAME=Source X.MAX=0.5 IY.MAX=3將源區(qū)的接觸電極放在器件的左邊ELECTR NAME=Drain X.MIN=2.5 IY.MAX=3將漏區(qū)的接觸電極放在器件的右邊COMMENT Specify impurity profiles and fixed chargePROFILE P-TYPE N.PEAK=3E15 UNIFORMPROFILE語(yǔ)句是用來(lái)定義摻雜情況的,P-TYPE表示是P型摻雜,N.PEAK描述峰值濃度.這個(gè)語(yǔ)句定義整個(gè)襯底的濃度為均勻摻雜(UNIFORM),濃度為P型(P-TYPE)3E15(N.PEAK).PROFILE P-TYPE N.PEAK=2E16 Y.CHAR=.25這個(gè)語(yǔ)句定義溝道閾值調(diào)整的摻雜為P型,濃度為2E16，摻雜的特征長(zhǎng)度(Y.CHAR)為0.25微米PROFILE N-TYPE N.PEAK=2E20 Y.JUNC=.34 X.MIN=0.0 WIDTH=.5 XY.RAT=.75PROFILE N-TYPE N.PEAK=2E20 Y.JUNC=.34 X.MIN=2.5 WIDTH=.5 XY.RAT=.75以上兩句定義了源(0-0.5微米處)和漏（2.5-3微米處）的摻雜區(qū),他們的結(jié)深(Y.JUNC)為0.34微米,橫向擴(kuò)散率為0.75(XY.RAT),為N型(N-TYPE),濃度為2E20(N.PEAK).INTERFAC QF=1E10INTERFAC語(yǔ)句是用來(lái)定義界面態(tài)的,這個(gè)語(yǔ)句說(shuō)明在整個(gè)二氧化硅的表面有濃度一致的固定態(tài),濃度為1E10(QF).COMMENT GRID means show/hide grid+ FILL means reagions is color filled or not+ SCALE means the plot is reduced from the specified size in x or y directionsPLOT.2D GRID TITLE=Example 1 - Initial Grid FILL SCALEPLOT.2D是用來(lái)顯示二維圖形的語(yǔ)句,參數(shù)GRID表示在圖中顯示網(wǎng)表，F(xiàn)ILL表示不同的區(qū)域用顏色填充，使用參數(shù)SCALE后,可以使顯示圖形的大小合適.這個(gè)語(yǔ)句本身并不能顯示器件的什么特性,只是給器件特性的顯示提供一個(gè)平臺(tái),結(jié)合了其他的語(yǔ)句后才能顯示所想要的圖形,這一點(diǎn)在下面會(huì)給出示范.在這里的幾個(gè)參數(shù)都是可有可無(wú)的,不妨把他們?nèi)サ?看看有什么不同,以加深理解.該語(yǔ)句所得的圖形如下:到目前為止,器件的結(jié)構(gòu)已經(jīng)定義了,下面將對(duì)該網(wǎng)格進(jìn)行調(diào)整以適應(yīng)模擬的需要.COMMENT Regrid on dopingREGRID DOPING IGNORE=OXIDE RATIO=2 SMOOTH=1REGRID語(yǔ)句是用來(lái)對(duì)網(wǎng)格按要求進(jìn)行優(yōu)化的語(yǔ)句.當(dāng)節(jié)點(diǎn)的摻雜特性超出了RATIO的要求時(shí),該三角形網(wǎng)格將被分割成四個(gè)適合的小三角形,但二氧化硅區(qū)域不被包含在內(nèi)(由IGNORE說(shuō)明).SMOOTH用來(lái)平滑網(wǎng)格的,以減小鈍角三角形帶來(lái)的不利影響,SMOOTH=1表示平滑湖化時(shí),各個(gè)區(qū)域的邊界不變,SMOOTH=2表示僅僅不同材料的邊界保持不變.參數(shù)DOPING說(shuō)明優(yōu)化網(wǎng)格的標(biāo)準(zhǔn)是基于雜質(zhì)分布的,雜質(zhì)分布變化快的區(qū)域自動(dòng)進(jìn)行調(diào)整.PLOT.2D GRID TITLE=Example 1 - Doping Regrid FILL SCALE該語(yǔ)句生成的圖形如下,大家可以仔細(xì)比較一下和上圖的區(qū)別(在網(wǎng)格上有什么不同,尤其是在PN結(jié)的邊緣.這兒濃度的變化最快).COMMENT Specify contact parametersCONTACT NAME=Gate N.POLYCONTACT語(yǔ)句是用來(lái)定義電極相關(guān)的一些物理參數(shù)，在這兒柵極(NAME)的材料被定義為N型的多晶硅(N.POLY).COMMENT Specify physical models to useMODELS CONMOB FLDMOB SRFMOB2MODELS用來(lái)描述在模擬中用到的各種物理模型,模擬時(shí)的溫度也可以在這里設(shè)定(由參數(shù)TEMP設(shè)定).除非又使用了該語(yǔ)句,否則該語(yǔ)句定義的模型一直有效.參數(shù)CONMOB表示使用遷移率與雜質(zhì)分布有關(guān)的模型, 參數(shù)FLDMOB表示使用遷移率與電場(chǎng)分布有關(guān)的模型.參數(shù)SRFMOB2表示表面遷移率降低效應(yīng)將被考慮.COMMENT Symbolic factorization, solve, regrid on potentialSYMB CARRIERS=0The SYMBOLIC statements performs a symbolic factorization in preparation for the LU decompositions in the solution phase of the program.在這兒只選用了Poisson來(lái)解方程,因?yàn)樵谶@只需要?jiǎng)菽?所以載流子類(lèi)型為零.COMMENT METHOD ICCG DAMPEDMETHOD語(yǔ)句設(shè)置了一個(gè)和SYMB語(yǔ)句相關(guān)的特定的求解的算法在大多數(shù)的情況下,只需要這兩個(gè)參數(shù)就能夠得到最有效的零類(lèi)型載流子模擬.SOLVE該語(yǔ)句用來(lái)獲得解,在這里初始條件設(shè)置為0REGRID POTEN IGNORE=OXIDE RATIO=.2 MAX=1 SMOOTH=1該語(yǔ)句可以在勢(shì)能變化快的地方將網(wǎng)格進(jìn)一步優(yōu)化, PLOT.2D GRID TITLE=Example 1 - Potential Regrid FILL SCALE該語(yǔ)句顯示的圖形如下：COMMENT Impurity profile plotsPLOT.1D DOPING X.START=.25 X.END=.25 Y.START=0 Y.END=2+ Y.LOG POINTS BOT=1E15 TOP=1E21 COLOR=2+ TITLE=Example 1 - Source Impurity ProfilePLOT.1D語(yǔ)句是用來(lái)顯示參數(shù)的一維變化的.在這里參數(shù)DOPING說(shuō)明顯示的是雜質(zhì)的分布情況,X.START,X.END,Y.START,Y.END用來(lái)定義想要考察的路徑（起始坐標(biāo)是（X.START,Y.START）,終點(diǎn)坐標(biāo)是（X.END,Y.END）. Y.LOG表示縱坐標(biāo)使用對(duì)數(shù)坐標(biāo),最大值為T(mén)OP,最小值為BOT. 參數(shù)COLOR用來(lái)描述該曲線選用的顏色，不妨改變?cè)搮?shù)，看看顏色發(fā)生了什么變化。這條語(yǔ)句用來(lái)顯示從（0.25,0）到（0.25,2）上的一維雜質(zhì)分布,具體結(jié)果見(jiàn)圖：PLOT.1D DOPING X.START=1.5 X.END=1.5 Y.START=0 Y.END=2+ Y.LOG POINTS BOT=1E15 TOP=1E17 COLOR=2+ TITLE=Example 1 - Gate Impurity Profile這條語(yǔ)句用來(lái)顯示從（1.5,0）到（1.5,2）上的一維雜質(zhì)分布，具體結(jié)果見(jiàn)圖：PLOT.2D BOUND REGION TITLE=Example 1 - Impurity Contours FILL SCALECONTOUR DOPING LOG MIN=16 MAX=20 DEL=.5 COLOR=2CONTOUR DOPING LOG MIN=-16 MAX=-15 DEL=.5 COLOR=1 LINE=2在這里PLOT.2D語(yǔ)句搭建了一個(gè)顯示的平臺(tái)，兩個(gè)CONTOUR語(yǔ)句則在這個(gè)平臺(tái)上描繪了所需參數(shù)的特性，CONTOUR語(yǔ)句是用來(lái)在最近的一個(gè)PLOT.2D語(yǔ)句上繪制各種物理參量的二維特性的，在這里它們都是用來(lái)繪制雜質(zhì)的二維分布（由參數(shù)DOPING說(shuō)明），不妨把其中一個(gè)語(yǔ)句去掉，看看該語(yǔ)句產(chǎn)生的曲線是那些。MIN和MAX則指定了參數(shù)的顯示范圍，DEL表示所顯示的相鄰曲線之間的在參數(shù)值上的間隔，負(fù)數(shù)表示是P型摻雜，正數(shù)表示是N型摻雜。COLOR表示線條的顏色，LINE表示線條的類(lèi)型，不妨把這兩個(gè)參數(shù)改變一下，看看對(duì)應(yīng)的是那一個(gè)曲線。LOG表示MIN，MAX和DEL都采用對(duì)數(shù)表示。上面三條語(yǔ)句產(chǎn)生的圖形如下：COMMENT Solve using the refined grid, save solution for later useSYMB CARRIERS=0SOLVE 為了給下面的模擬提供一個(gè)起始條件，在這獲得了一個(gè)零偏置解COMMENT Do a Poisson solve only to bias the gateSYMB CARRIERS=0METHOD ICCG DAMPEDSOLVE V(Gate)=1.0在使用SOLVE語(yǔ)句獲得下一個(gè)解之前，SYMB語(yǔ)句必須再使用一次。因?yàn)榫W(wǎng)表的節(jié)點(diǎn)數(shù)在上一次求解的時(shí)候已經(jīng)改變。因?yàn)槠骷诹闫玫臅r(shí)候，電流很小，所以使用零載流子模型就足夠了。COMMENT Use Newtons method and solve for electronsSYMB NEWTON CARRIERS=1 ELECTRON下面將要求解漏極電壓和漏極電流的關(guān)系，因?yàn)槭荖MOS器件，所以設(shè)置載流子類(lèi)型為電子COMMENT Ramp the drainSOLVE V(Drain)=0.0 ELEC=Drain VSTEP=.2 NSTEP=15漏極上加上步長(zhǎng)為VSTEP，掃描次數(shù)為NSTEP的掃描電壓，然后進(jìn)行模擬。COMMENT Plot Ids vs. VdsPLOT.1D Y.AXIS=I(Drain) X.AXIS=V(Drain) POINTS COLOR=2+ TITLE=Example 1D - Drain Characteristics該語(yǔ)句顯示漏極電壓（橫坐標(biāo)）和漏極電流（縱坐標(biāo)）的關(guān)系，結(jié)果下圖：LABEL LABEL=Vgs = 3.0v X=2.4 Y=0.1E-4LABEL語(yǔ)句用來(lái)在圖上適當(dāng)位置添加標(biāo)志.COMMENT Potential contour plot using most recent solutionPLOT.2D BOUND JUNC DEPL FILL SCALE+ TITLE=Example 1D - Potential ContoursE.LINE X.START=2.3 Y.START=0.02 S.DELTA=-0.3 N.LINES=8+ LINE.TYPE=3 COLOR=1ELINE是用來(lái)畫(huà)電力線的,這條語(yǔ)句必須和PLOT.1D或者是PLOT.2D相結(jié)合使用.在這里要求最多畫(huà)N.LINES條電力線,從(X.START,Y.START)開(kāi)始畫(huà)，S .DELTA定義了電力線起點(diǎn)之間的距離,正數(shù)表示在上一個(gè)條電力線的右邊，負(fù)數(shù)表示在左邊。.CONTOUR POTENTIA MIN=-1 MAX=4 DEL=.25 COLOR=6這一條語(yǔ)句是用來(lái)繪制勢(shì)能分布的（由參數(shù)POTENTIA決定），繪制的勢(shì)能曲線從-1伏（MIN）開(kāi)始，到4伏（MAX），每一條曲線之間電勢(shì)差為0.25伏（DEL）,共有(MAX-MIN)/DEL條勢(shì)能曲線。LABEL LABEL=Vgs = 3.0v X=0.2 Y=1.6LABEL LABEL=Vds = 3.0v這兩條語(yǔ)句在圖中加了兩個(gè)標(biāo)志，使圖形更具有可讀性。上面幾句繪制的勢(shì)能曲線如下：SOLVE V(Drain)=0 TSTEP=1E-18 TSTOP=1E-10 下面將要顯示當(dāng)漏極電壓突然從5伏（上面一個(gè)SOLVE語(yǔ)句已經(jīng)得到了）突然降到0伏（在這一個(gè)SOLVE語(yǔ)句中由V(Drain)得到）時(shí)的漏極電流瞬態(tài)曲線,因?yàn)樗矐B(tài)響應(yīng)的模擬不同于直流模擬,因而必須重新求解,在這里,設(shè)定求解時(shí)迭代的步長(zhǎng)為T(mén)STEP,模擬結(jié)束時(shí)間為T(mén)STOP.PLOT.1D X.AXIS=TIME Y.AXIS=I(Drain) Y.LOG X.LOG POINTS這個(gè)語(yǔ)句設(shè)定縱坐標(biāo)為漏極電流,橫坐標(biāo)為時(shí)間,兩個(gè)坐標(biāo)都使用對(duì)數(shù)坐標(biāo)。 54 教學(xué)實(shí)例2 下面是一個(gè)npn雙集型三極管的描述實(shí)例：1. TITLE TMA MEDICI Example 2P - NPN Transistor Simulation2. COMMENT Simulation with Modified Emitter Region3. COMMENT Initial mesh specification4. MESH;創(chuàng)建一個(gè)原始網(wǎng)格5. X.MESH WIDTH=6.0 H1=0.250；網(wǎng)格橫向?qū)挒?u，間距為0.25u6. Y.MESH Y.MIN=-0.25 Y.MAX=0.0 N.SPACES=2；在縱向0.25和0之間創(chuàng)建兩（N.SPACES）行網(wǎng)格7. Y.MESH DEPTH=0.5 H1=0.125；縱向添加深度為0.5u的網(wǎng)格，縱向間距為0.125u8. Y.MESH DEPTH=1.5 H1=0.125 H2=0.4；縱向再添加深度為1.5u的網(wǎng)格，其縱向間距從0.125u變化到0.4u9. COMMENT Region definition10. REGION NAME=Silicon SILICON；定義整個(gè)區(qū)域性質(zhì)為silicon11. REGION NAME=Oxide OXIDE Y.MAX=0；定義從0.25到0的區(qū)域都為二氧化硅12. REGION NAME=Poly POLYSILI Y.MAX=0 X.MIN=2.75 X.MAX=4.25；再次定義二氧化硅層的中間部分區(qū)域?yàn)閜oly13. COMMENT Electrodes14. ELECTR NAME=Base X.MIN=1.25 X.MAX=2.00 Y.MAX=0.0；基區(qū)電極位置定義15. ELECTR NAME=Emitter X.MIN=2.75 X.MAX=4.25 TOP；發(fā)射區(qū)電極位置定義（在整個(gè)器件頂部,TOP）16. ELECTR NAME=Collector BOTTOM；集電區(qū)電極位置定義（在器件的最底部BOTTOM）17. COMMENT Specify impurity profiles18. PROFILE N-TYPE N.PEAK=5e15 UNIFORM OUT.FILE=MDEX2DS；定義襯底為n型均勻攙雜，濃度為5e15，并將所有定義的攙雜特性記錄在文件MDEX2DS中，在下次網(wǎng)格優(yōu)化時(shí)方便調(diào)用19. PROFILE P-TYPE N.PEAK=6e17 Y.MIN=0.35 Y.CHAR=0.16. + X.MIN=1.25 WIDTH=3.5 XY.RAT=0.75；定義基區(qū)為p型攙雜，濃度為6e17，攙雜特征長(zhǎng)度（Y.CHAR）為0.16，橫向擴(kuò)散率為0.7520. PROFILE P-TYPE N.PEAK=4e18 Y.MIN=0.0 Y.CHAR=0.16. + X.MIN=1.25 WIDTH=3.5 XY.RAT=0.75;仍舊是定義基區(qū)的攙雜特性（和發(fā)射區(qū)鄰接部分濃度較高）21. PROFILE N-TYPE N.PEAK=7e19 Y.MIN=-0.25 DEPTH=0.25 Y.CHAR=0.17. + X.MIN=2.75 WIDTH=1.5 XY.RAT=0.75；定義n型發(fā)射區(qū)的攙雜特性22. PROFILE N-TYPE N.PEAK=1e19 Y.MIN=2.0 Y.CHAR=0.27；定義n型集電區(qū)的攙雜特性23. COMMENT Regrids on doping24. REGRID DOPING LOG RATIO=3 SMOOTH=1 IN.FILE=MDEX2DS；讀入文件MDEX2DS,對(duì)網(wǎng)格進(jìn)行優(yōu)化處理，當(dāng)網(wǎng)格上某節(jié)點(diǎn)的攙雜變化率超過(guò)3時(shí)，對(duì)這個(gè)網(wǎng)格進(jìn)行更進(jìn)一步的劃分（分為四個(gè)全等的小三角形）25. REGRID DOPING LOG RATIO=3 SMOOTH=1 IN.FILE=MDEX2DS；再次進(jìn)行同樣的優(yōu)化處理，將網(wǎng)格更加的細(xì)化26. COMMENT Extra regrid in emitter-base junction region only.27. REGRID DOPING LOG RATIO=3 SMOOTH=1 IN.FILE=MDEX2DS. + X.MIN=2.25 X.MAX=4.75 Y.MAX=0.50 OUT.FILE=MDEX2MP；對(duì)發(fā)射區(qū)與基區(qū)交界部分的網(wǎng)格進(jìn)行專(zhuān)門(mén)的優(yōu)化處理。最后將整個(gè)完整定義的網(wǎng)格保存在文件MDEX2MP中28. PLOT.2D GRID SCALE FILL. + TITLE=”Example 2P - Modified Simulation Mesh”；完成的網(wǎng)格如下圖29. COMMENT Modify properties of polysilicon-emitter region30. MOBILITY POLYSILI CONC=7E19 HOLE=2.3 FIRST LAST；在多晶硅的攙雜濃度為7e19時(shí)，空穴的遷移率為2.3（依賴多晶硅的攙雜濃度而變化），不過(guò)FIRST和LAST這兩個(gè)參數(shù)的引入表明無(wú)論攙雜濃度為多少，空穴的遷移率保持不變31. MATERIAL POLYSILI TAUP0=8E-8；多晶硅中空穴的壽命保持為8e832. MODEL CONMOB CONSRH AUGER BGN；定義在模擬中用到的各種物理模型，CONMOB表示使用遷移率與雜質(zhì)分布有關(guān)的模型； AUGER表示使用與俄歇復(fù)合有關(guān)的模型；BGN表示使用與禁帶寬度變窄效應(yīng)有關(guān)的模型。33. COMMENT Initial solution34. SYMB CARRIERS=0；在SYMB語(yǔ)句中如果設(shè)置CARRIERS0，表示只選用POISSON方程來(lái)建模。稱(chēng)之為零載流子模型35. METHOD ICCG DAMPED；一般使用上述兩個(gè)參數(shù)來(lái)解決零載流子模型36. SOLVE V(Collector)=3.0；在Vc3v時(shí)求探索解37. SYMB NEWTON CARRIERS=2；在使用了零載流子模型作初步估計(jì)后，我們使用更精確的模型：NEWTON來(lái)作進(jìn)一步求解38. SOLVE；仍舊在Vc3v時(shí)求解（使用NEWTON模型）39. COMMENT Setup log files, forward bias base-emitter junction, and. + calculate the admittance matrix（導(dǎo)納矩陣） at 1.0 MHz40. LOG OUT.FILE=MDEX2PI；將上面模擬的數(shù)據(jù)保存在LOG文件MDEX2PI中,后面要用到41. SOLVE V(Base)=0.2 ELEC=Base VSTEP=0.1 NSTEP=4. + AC.ANAL FREQ=1E6 TERM=Base；在頻率為1e6HZ，Vb0.2v0.6v（步長(zhǎng)為0.1V）的情況下，進(jìn)行交流小信號(hào)的模擬42. SOLVE V(Base)=0.7 ELEC=Base VSTEP=0.1 NSTEP=2. + AC.ANAL FREQ=1E6 TERM=Base OUT.FILE=MDEX2P7；同樣是在頻率為1e6HZ，Vb0.70.9（步長(zhǎng)為0.1V）的情況下，進(jìn)行交流小信號(hào)的模擬，并將結(jié)果(Vb0.7v)保存在文件MDEX2P7中,Vb=0.8v的結(jié)果保存在文件MDEX2P8中，Vb=0.9v的結(jié)果保存在文件MDEX2P9中1. TITLE TMA MEDICI Example 2PP - NPN Transistor Simulation2. COMMENT Post-Processing of MDEX2P Results3. COMMENT Plot Ic and Ib vs. Vbe4. PLOT.1D IN.FILE=MDEX2PI Y.AXIS=I(Collector) X.AXIS=V(Base). + LINE=1 COLOR=2 TITLE=”Example 2PP - Ic & Ib vs. Vbe”. + BOT=1E-14 TOP=1E-3 Y.LOG POINTS；讀取LOG文件，繪制集電極電流和基極電壓的關(guān)系曲線，其中縱坐標(biāo)為對(duì)數(shù)坐標(biāo)（LOG文件一般與PLOT.1D聯(lián)合使用）。5. PLOT.1D IN.FILE=MDEX2PI Y.AXIS=I(Base) X.AXIS=V(Base). + Y.LOG POINTS LINE=2 COLOR=3 UNCHANGE；繪制基極電流和電壓的曲線圖，UNCHANGE表明仍舊繪制在上面一條曲線所在的坐標(biāo)系中。6. LABEL LABEL=”Ic” X=.525 Y=1E-87. LABEL LABEL=”Ib” X=.550 Y=2E-108. LABEL LABEL=”Vce = 3.0v” X=.75 Y=1E-13；上述三句在上面繪制的曲線圖上添加標(biāo)簽9. COMMENT Plot the current gain (Beta) vs. collector current10. EXTRACT NAME=Beta EXPRESS=I(Collector)/I(Base)；使用EXTRACT語(yǔ)句，列出Beta（增益）的表達(dá)式11. PLOT.1D IN.FILE=MDEX2PI X.AXIS=I(Collector) Y.AXIS=Beta. + TITLE=”Example 2PP - Beta vs. Collector Current”. + BOTTOM=0.0 TOP=25 LEFT=1E-14 RIGHT=1E-3. + X.LOG POINTS COLOR=2；繪制集電極電流與增益的關(guān)系曲線12. LABEL LABEL=”Vce = 3.0v” X=5E-14 Y=23；做標(biāo)簽13. COMMENT Plot the cutoff frequency Ft=Gcb/(2*pi*Cbb)14. EXTRACT NAME=Ft UNITS=Hz. + EXPRESS=”G(Collector,Base)/(6.28*C(Base,Base)”；列出截止頻率的表達(dá)式，單位是Hz15. PLOT.1D IN.FILE=MDEX2FI X.AXIS=I(Collector) Y.AXIS=Ft. + TITLE=”Example 2FP - Ft vs. Collector Current”. + BOTTOM=1 TOP=1E10 LEFT=1E-14 RIGHT=1E