3.2.2. Основные особенности работы в приложении SenTaurus Structure Editor

SSE является инструментом для создания/редактирования 2D/3D структур полупроводниковых приборов в рамках TCAD SenTaurus. При трехмерном моделировании он позволяет так же проводить эмуляцию некоторых стандартных технологических операций микроэлектроники. Процесс создания/редактирования прибора может выполняться двумя способами: в интерактивном режиме с помощью встроенного GUI (Graphical User Interface) и редактированием командного файла посредством текстового редактора.

Рис. 3.2. Пример создания в SSE 3-D структуры на основе 2-D структуры

Любой создаваемый в SSE прибор может быть представлен совокупностью трех основных блоков: геометрия прибора (прямоугольники, полигоны и.т.д.); “начинка” прибора (постоянные и аналитические профили легирования); определение стратегии построения конечно-элементной сетки. Таким образом, SSE помимо всего является интерфейсом для конфигурирования и вызова приложений, обеспечивающих процесс построения сетки (например, smesh, Noffset3D), для чего им генерируются файлы *.bnd (boundary - граница) *.cmd (command – команда). Необходимо отметить, что это справедливо лишь при работе с GUI. После успешного завершения работы SSE генерирует два файла: *.dat (data – данные: геометрия и профили); *.grd (grid – сетка), которые являются входными для программы моделирования электрофизики прибора SDevice.

Альтернативой работы с GUI является написание командного файла, используя сценарии, основанные на языке сценариев Scheme. Данный способ является очень полезным при создании параметризованных структур приборов (например, по геометрии). Основные команды, используемые при создании геометрии прибора, задании профилей и построении сетки будут рассмотрены ниже на конкретном примере. Один из примеров такого командного файла приведен в пункте. Как уже отмечалось выше – в этом случае вся информация о структуре может содержаться в файлах *_msh.tdr и *_bnd.tdr.

По умолчанию геометрические размеры в SSE измеряются в микрометрах, но при желании может быть введен масштабный коэффициент, позволяющий использовать в качестве базовой единицы измерения, как нанометры, так и доли микрометра. При 2D моделировании принимается следующая система координат: ось x направлена вправо, а ось y – вниз (прямо противоположно системе координат, принятой в SProcess). Так же по умолчанию SSE настроен на использование в качестве командного файла сценарий под именем sde_dvs.cmd, который находится в папке проекта.

За более подробной информацией о технологии работы в SSE обратится к соответствующим разделам руководства пользователя (User guide) или учебного курса – SenTaurus TCAD Traning.

3.2.3. Основные методические особенности создания полупроводниковой структуры в интерактивном режиме sse

Исходная задача:

создать в приложении SSE в интерактивном режиме без использования технологического моделирования SProcess исходные данные для моделирования p-n перехода со структурой, аналогичной структуре из пункта 3.2.1.

После загрузки редактора структур SSE по команде SDE, набранной в окне Терминала, необходимо прежде всего изменить состояние интерактивного режима, принятого по умолчанию. Для этого следует:

1. переключиться в режим точного ввода координат (exact coordinates mode): Draw >Exact coordinates;

2) отключить опцию автоматического именования создаваемых областей прибора: Draw>Auto Region Naming (галочка должна отсутствовать).

Затем следует приступить к созданию геометрии прибора в соответствии со следующим алгоритмом:

1) создать подложку по схеме:

а) выбрать материал: на панели инструментов в списке материалов (Material List) выбираем кремний (Silicon, стоит по умолчанию);

б) создать регион подложки: в качестве геометрической фигуры выбираем прямоугольник. Это можно сделать либо посредством кнопки на панели инструментов, либо через Draw >2D Create Tools >Rectangular Region. При этом для появления диалогового окна, в которое необходимо ввести координаты двух противоположных углов прямоугольника (Exact Coordinates), необходимо 2 нажатия мыши. В появившемся окне необходимо ввести следующие координаты (0;0) (2;2). Далее в появившемся затем диалоговом окне надо ввести идентификационное имя созданного региона/области ( в нашем случае ''R.Substrate'').

2) создать слоя оксида:

слой оксида на поверхности подложки создается аналогично слою самой подложки по пункту 1); при этом параметры этого слоя равны: материал == SiO2, координаты углов прямоугольника (0;2) (2;2.2), имя региона ''R.Oxide'';

3) создать области контакта:

т.к. область контакта имеет грибообразную форму, то в этом случае в качестве геометрической фигуры используется полигон (многоугольник). Доступ к нему аналогичен выбору прямоугольника с тем отличием что выбирается .> Polygonal Region или кнопка . Прежде чем создавать фигуру необходимо установить параметр замещения регионов (Default Boolean Expression). Это можно сделать как через Draw >Overlap Behavior >New Replaces Old или посредством кнопки . При создании полигона после каждого нажатия левой кнопки мыши появляется диалоговое окно, в которое необходимо ввести координату следующей точки полигона. Последовательность точек следующая: (0.8;2) (1.2;2) (1.2;2.2) ( 1.6;2.2) (1.6;2.3) (0.4;2.3) (0.4;2.2) (0.8;2.2) (0.8;2.1). При этом в качестве материала необходимо выбрать Алюминий. Для того чтобы завершить создание полигона, ввод последней точки необходимо инициировать нажатием средней кнопки мыши (scroll); при этом имя региона есть ''R.Contact''.

4) определить контакты:

а) для определения контакта необходимо вызвать соответствующее диалоговое окно посредством Contacts >Contact Sets. В нем необходимо заполнить поле имени контакта (Contact Name), выбрать цвет контакта (Edge Color) и его толщину (Edge Thickness). После этого необходимо нажать кнопку Set, что добавит определенный контакт в список контактов.