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半导体工艺和器件仿真软件Silvaco TCAD实用教程(2.2.5-结构操作)

半导体工艺和器件仿真软件Silvaco TCAD实用教程(2.2.5-结构操作)

2.2.5 结构操作

在工艺仿真中,我们经常需要保存某一步的器件结构、读取已有结构,或者利用对称性生成完整器件。ATHENA 提供了相应的结构操作命令。

1. 保存结构:STRUCTURE

例如:

structure outfile=filename.str

这条命令将当前结构保存为 .str 文件,其中包含网格、材料结构以及相应的掺杂和求解数据。

保存中间结构可以方便我们检查工艺步骤的结果,也可以在后续仿真中继续使用。

2. 镜像:MIRROR

如果器件具有对称性,可以先模拟其中一半,再通过镜像生成完整结构,从而减少前期计算量。

例如:

structure mirror left

表示以结构的左边界为镜像边界,将结构镜像扩展到另一侧。

镜像不仅复制几何形状,也会复制相应的网格和掺杂数据。因此,只有在结构确实满足对称性时,才能使用这种方法。

3. 上下翻转:FLIP.Y

例如:

structure flip.y

该命令将结构沿水平方向的 X 轴进行翻转,也就是上下翻转。它可以用于需要反转结构方向的工艺场景,例如背面加工。

翻转后,结构的空间位置和坐标关系也会发生变化,因此后续涉及坐标的工艺命令需要相应检查。

4. 读取已有结构

如果需要从之前保存的结构继续仿真,可以使用:

init infile=filename.str

这里需要区分两个命令:

  • STRUCTURE OUTFILE:保存当前结构;
  • INIT INFILE:读取已有结构并初始化仿真。

虽然书中给出了 structure infile 的写法,但按照 ATHENA 官方手册,读取已有结构应使用 INIT INFILE。

小结

结构操作的核心是对仿真结果进行保存、复用和几何变换。

  • STRUCTURE OUTFILE:保存结构;
  • STRUCTURE MIRROR:镜像扩展结构;
  • STRUCTURE FLIP.Y:上下翻转结构;
  • INIT INFILE:读取已有结构。

这些操作不会替代工艺物理模型,而是帮助我们更高效地管理和处理仿真结构。

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