Finished, because of …
Curve trace finished.
Writing plot ‘nmos_des.dat’… done.
В качестве примера входного файла рассмотрим файл nmos_des.cmd, с помощью которого моделируется зависимость тока стока от напряжения на затворе.
Моделирование зависимости тока стока от напряжения на затворе МОП-транзистора - типичное применение DESSIS, позволяющее определить такие важные свойства устройства, как: пороговое напряжение, подпороговый ток и крутизна характеристики. В этом примере, чтобы избежать ненужной сложности, используются только наиболее существенные команды.
Командный файл DESSIS состоит из операторных блоков, которые могут быть расположены в любом порядке (кроме случаев смешанных режимов моделирования).
В DESSIS ключевые слова не чувствительны к регистру и, как правило, могут быть сокращены, но DESSIS чувствителен к синтаксису, например круглые скобки должны быть непротиворечивы, имена переменных должны быть разграничены двойными кавычками " ". Пример командного файла представлен ниже полностью. Затем каждый блок объясняется индивидуально. Значком * помечены комментарии.
Командный файл nmos_des.cmd
File {
* input files:
Grid = "nmos_mdr.grd"
Doping = "nmos_mdr.dat"
* output files:
Plot = "nmos_des.dat"*
Current ="nmos_des.plt"*
Output = "nmos_des.log"* }
Electrode {
{ Name="source" Voltage=0.0 }
{ Name="drain" Voltage=0.1 }
{ Name="gate" Voltage=0.0 Barrier=-0.55 }
{ Name="substrate" Voltage=0.0 }
}
Physics { Mobility(DopingDepHighFieldsat Enormal )
EffectiveIntrinsicDensity( OldSlotboom )
}
Plot {
eDensity hDensity eCurrent hCurrent
Potential SpaceCharge ElectricField
eMobility hMobility eVelocity hVelocity
Doping DonorConcentration AcceptorConcentration
}
Math { Extrapolate
Derivatives
RelErrControl
NewDiscretization
}
Solve {
Poisson
#-initial solution: Coupled { Poisson Electron }
Coupled { Poisson Electron }
#-ramp gate:
Quasistationary ( MaxStep=0.05
Goal{ Name="gate" Voltage=2 } )
{ Coupled { Poisson Electron } }
}
File
Прежде всего должны быть заданы входные файлы, которые определяют структуру устройства, вместе с файлами результатов моделирования.
File {
*input files:
Grid ="nmos_mdr.grd"
Doping = "nmos_mdr.dat"
*output files:
Plot = "nmos_des.dat"
Current = "nmos_des.plt"
Output = "nmos_des.log"
}
Резюме:
* input files:
Grid = определяет сеть и области прибора, включая контакты (расширение “ .grd”).
Doping = содержит профили легирования (расширение “ .dat”).
* output files:
Plot = имя файла для хранения переменных для каждой точки сетки (расширение " _des. dat ").
Current = название файла для выходных данных, содержащих токи, напряжения и заряды электродов (расширение “ _des.plt”).
Output = альтернативное имя "файла регистрации" или файла "протокола" (по умолчанию output_des.log), который автоматически создаётся всякий раз в процессе моделирования в DESSIS. Обратите внимание, что достаточно задать корневые имена файлов, и DESSIS автоматически добавляет в конец имен соответствующие расширения.
Важно также обратить внимание, что устройство в этом примере моделируется как двумерное. По умолчанию, DESSIS предполагает, что "толщина" (эффективная ширина затвора) 1µm. Эта эффективная ширина может быть настроена при помощи AreaFactor в разделе Physics{..} или с помощью AreaFactor индивидуально для каждого электрода (Electrode). AreaFactor - множитель для электродных токов и заряда.
Electrode
После того, как структура загружена в DESSIS, необходимо определить, какие из контактов должны рассматриваться как электроды. Электроды в DESSIS определяюся условиями распределения электрических потенциалов и не содержат сеть.
Блок "Electrode {..}" определяет все электроды, которые следует использовать в моделировании вместе с их соответствующими граничными условиями и начальными смещениями.
Любые контакты, которые не определены как электроды, будут полностью игнорироваться в DESSIS.
Поликремниевый затвор полевого МОП-транзистора может быть обработан двумя способами: или как "металл", тогда это - просто электрод, или как область легированного поликристаллического кремния, тогда контакт электрода должен быть на вершине этой области.
В первом случае важным свойством электрода затвора является разность работы выхода металл-полупроводник. В DESSIS эта разность определяется с помощью параметра "barrier", который равняется разности между внешним уровнем Ферми в поликристаллическом кремнии и уровнем Ферми внутри кремния. Следовательно, значение Barrier должно быть определено так, чтобы соответствовать уровню легирования поликристаллического кремния. Такое определение затвора используется в данном примере и подходит для большинства прикладных программ. Однако в этом случае полностью пренебрегается эффектами обеднения поликристаллического кремния.
Во втором случае контакт расположен на вершине поликристаллического кремния и является омическим (по умолчанию). В этом случае эффект обеднения в поликристаллическом кремнии моделируется правильно.
Electrode{
{ Name="source" Voltage=0.0 }
{ Name="drain" Voltage=0.1 }
{ Name="gate" Voltage=0.0 Barrier=-0.55 }
{Name="substrate" Voltage=0.0 }
}
Резюме:
Блок Electrode содержит определение всех электродов, которые нужно использовать в моделировании вместе с соответствующими им граничными условиями и начальными смещениями.
Name= - каждый электрод задается именем, которое чувствительно к регистру и должно в точности соответствовать имени соответствующего контакта в структурном файле (*.grd). Только те контакты, которые названы в блоке Electrode, включены в моделирование.
Voltage = - определяет начальное смещение напряжения. Для каждого электрода должено быть определено по крайней мере одно смещение, которое используется, как начальное условие. В данном примере моделирование начнется со смещения на стоке 100mV.
Barrier =-0.55 - разность работы выхода границы раздела металл-полупроводник или величина "барьера" для электрода поликристаллического кремния, который обработан как "металл".