軟件學(xué)習(xí)例程以及手冊(cè)spisces

1、S-Pis是一個(gè)高級(jí)二維器件仿真器，用于結(jié)合漂流擴(kuò)散和能量平衡傳輸方程的硅化技術(shù)。它擁有大量的可用物理模型集合，包括表面/體積遷移率、復(fù)合、碰撞電離和隧道模型等。典型應(yīng)用包括MOS、雙極和BiCMOS技術(shù)。所有物理模型性能已擴(kuò)展至深亞微米器件、 SOI器件和非易失性結(jié)構(gòu)。它也可計(jì)算所有可測(cè)量的電學(xué)參數(shù)。對(duì)于MOS技術(shù)，這些參數(shù)包括柵極和漏極特性，亞閾值漏電，襯底電流和穿通電壓。它也可雙極技術(shù)的Gummel圖和飽和曲線。其他可計(jì)算的特性包括擊穿行為、紐結(jié)和突返效應(yīng)、CMOS閂鎖效應(yīng)、保險(xiǎn)擊穿電壓、低溫和高溫操作、AC參數(shù)和本征開關(guān)時(shí)間。完整的MOS特性表征使用能量平衡和經(jīng)典的漂移擴(kuò)散模型計(jì)算所得

2、MOSFET中的襯底電流。由于寄生雙極引起的擊穿曲線中階躍恢復(fù)的仿真MOS電容的柵極C-V圖。圖中分別顯示了高頻響應(yīng)曲線0（綠線）和低頻響應(yīng)曲線（紅線）0.3m MOSFET中的電子溫度分布圖。碰撞電離率是基于載流子溫度。I -V 和I -V 仿真數(shù)據(jù)。這些特性可加載到UTMOST，用以提取出等效的BSIM3或D GSBSIM4 Spice模型。在ATHENA工藝仿真器中仿真的LDD MOSFET結(jié)構(gòu)，其最終結(jié)構(gòu)可直接導(dǎo)入到等高線。AS中。圖中還附加了電場(chǎng)S-Pis二維硅器件仿真器完整的雙極特性表征S-Pis仿真雙極器件性能的各個(gè)方面。DC特性如Gummel圖和I 與V 均可被輕松仿真。通過(guò)使

3、用S-PiscCE本征開關(guān)瞬態(tài)速度和f 與I 。Tc的時(shí)域模式可執(zhí)行仿真的Gummel圖(I 和I 對(duì)應(yīng)于V )以及電流增益對(duì)應(yīng)于I 。CBBC仿真的I -V 特性表征。C CE上圖顯示的雙極晶體管在ATHENA中仿真，并輸入到AS中。應(yīng)用電壓到集極和基極接觸從而開啟晶體管。此圖描述了器件運(yùn)行時(shí)的電子密度輪廓圖和電流矢量。在基極電壓脈沖處執(zhí)行瞬態(tài)分析仿真雙極晶體管的本征開關(guān)速度?？梢员碚麽槍?duì)任意高頻的AC性能。上圖顯示分界頻率 (fT)為集極電流的一個(gè)函數(shù)?？梢岳L出電流增益和其他RF靈敏值相對(duì)頻率的曲線。支持S-, H-, Y-, Z-和ABCD-參數(shù)分析。上圖顯示繪有S11和S12參數(shù)的圖。

4、TonyPlot使用圖和極圖顯示S-參數(shù)。高級(jí)器件結(jié)構(gòu)上圖比較功率DMOS器件中的開與關(guān)狀態(tài)之下的電子密度。左面的圖是關(guān)態(tài)并且柵極電壓設(shè)為零。右圖為柵極電壓剛好在閾值之上。隧道表面上清晰可見(jiàn)逆溫層。對(duì)S-Pis的增強(qiáng)允許迅速和強(qiáng)大的SOI晶體管仿真。應(yīng)用高級(jí)的數(shù)字技術(shù)，允許快速地計(jì)算所有SOI特性包括扭結(jié)效應(yīng)的計(jì)算。上圖顯示薄片SOI晶體管中的碰撞電離率和電流線。右面的器件描述了扭結(jié)和擊穿效應(yīng)，上圖顯示其I -V 特性。D D這里顯示一個(gè)絕緣柵極雙極晶體管，作為一個(gè)混合器件的范例。這里顯示開態(tài)的電勢(shì)和電流線。每一對(duì)線之間電流密度相等。電流從流出接近表面，至柵極之下，然后下降到后面的集極接點(diǎn)。S

5、-Pis包括的模型支持EPROM、EEPROM和FLASHEEPROM 單元仿真。熱載流子注入和Fowler-Nordheim隧道效應(yīng)被用于浮柵的充電和放電。上圖描述了編程前FLASH EEPROM單元里的電勢(shì)和電離率。復(fù)雜幾何結(jié)構(gòu)從ATHENA自動(dòng)載入。EEPROM器件設(shè)計(jì)曲線在右圖顯示。這些圖顯示了編程時(shí)間與漏極電壓、清除時(shí)間與柵氧化層厚度，以及顯示了擊穿效果的編程D/ VDS曲線。高k柵介質(zhì)擊穿分析由于散射和聲子散射，高k材料遷移率降低功率器件的擊穿電壓通過(guò)多保護(hù)環(huán)結(jié)構(gòu)得到改進(jìn)。S-Pis仿真浮置區(qū)并允許優(yōu)化保護(hù)環(huán)的個(gè)數(shù)和間距。上圖顯示了帶有兩個(gè)保護(hù)環(huán)結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)，其展開電勢(shì)輪廓線，從而減

6、少電場(chǎng)及增加擊穿電壓。使用圓柱對(duì)稱，可建模3D的保護(hù)環(huán)結(jié)構(gòu)。另一個(gè)增加擊穿電壓的普SiC 各向異性遷移率通技術(shù)是使用浮置場(chǎng)極板。這可以在S-Pis中使用與EPROM浮柵相似的模型來(lái)仿真。應(yīng)變硅MOS使用各向同性和各向異性遷移模型仿真得到的DIMOS器件的ID - VD特性。各向異性的仿真結(jié)果不能僅只與一組各向同性遷移率系數(shù)相匹配。比較SiGe上應(yīng)變硅中的平面內(nèi)和正交電子遷移率。技術(shù)規(guī)格S-Pis計(jì)算一般非平面二維硅器件結(jié)構(gòu)的DC, AC和時(shí)域解。器件結(jié)構(gòu)可由用戶指定，或者由工藝仿真器如ATHENA的輸出決定。S-Pis散和能量平衡傳輸模型，提供許多高級(jí)遷移率模型。結(jié)合了漂流擴(kuò)S-Pis包括的模型可用于Shockley-Read-Hall 和螺旋復(fù)合,帶隙窄化,碰撞電離,帶間隧道效應(yīng),Fowler-Nordheim 隧道效,非局部隧道，熱載流子注入,歐姆接觸，接觸,和浮置柵極等。Silvaco Singapore P77