SILVACO Atlas器件仿真软件用户手册
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更新于2024-07-28
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"SILVACO Atlas 用户手册是器件仿真工具 Atlas 的使用指南，适合使用 Silvaco 软件的工程师参考。手册由 Silvaco Data Systems, Inc. 出版，包含了器件模拟软件 Atlas 的详细使用方法。"
本文档是 Silvaco Atlas 用户手册的一部分，它详细介绍了 Atlas 这一器件仿真软件的使用细节。Silvaco Atlas 是一款广泛应用于半导体器件模拟的软件，特别是在微电子、纳米电子和光电子领域。它提供了对材料特性和器件行为的精确模拟，帮助工程师设计和优化各种电子和光电子器件。
用户手册通常会涵盖以下内容：
1. **软件安装与启动**：指导用户如何下载、安装 Atlas 软件，并介绍首次运行的步骤和界面布局。
2. **基本概念**：包括半导体物理基础、器件结构和工作原理，以及仿真所需的数学模型和算法。
3. **输入文件创建**：解释如何编写和编辑 deck 文件，这是 Atlas 仿真的核心，包含了器件的几何参数、材料属性和模拟设置。
4. **仿真设置**：涵盖不同的模拟类型，如静态特性分析、时域动态分析、温度和掺杂浓度扫描等，以及如何配置这些参数。
5. **结果分析**：介绍如何解读和可视化仿真结果，包括电流-电压曲线、能带图、电荷分布等。
6. **高级功能**：可能包括自定义模型、多物理场耦合模拟、统计模拟等复杂应用。
7. **故障排查与技术支持**：提供常见问题的解决办法，以及如何联系 Silvaco 获取技术支持。
8. **版权和法律条款**：强调文档和软件的版权信息，使用限制以及责任免除条款。
对于使用 Silvaco Atlas 的工程师来说，这个手册不仅是学习和掌握软件操作的重要参考资料，也是提升工作效率、确保仿真精度的关键工具。通过深入理解和熟练运用手册中的知识，工程师可以更好地预测和控制器件性能，从而在设计阶段就减少实验次数，降低研发成本。
ATLAS User’s Manual
xvi Silvaco
Appendix A
C-Interpreter Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . A-1
A.1: Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . A-1
Appendix B
Material Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . B-1
B.1: Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . B-1
B.2: Semiconductors, Insulators, and Conductors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . B-2
B.2.1: Semiconductors. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . B-2
B.2.2: Insulators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . B-2
B.2.3: Conductors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . B-2
B.2.4: Unknown Materials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . B-2
B.2.5: Specifying Unknown or User-Defined Materials in ATLAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . B-2
B.3: ATLAS Materials. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . B-4
B.3.1: Specifying Compound Semiconductors Rules . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . B-6
B.4: Silicon and Polysilicon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . B-7
B.5: The Al(x)Ga(1-x)As Material System. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . B-10
B.6: The In(1-x)Ga(x)As(y)P(1-y) System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . B-11
B.7: Silicon Carbide (SiC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . B-12
B.8: Material Defaults for GaN/InN/AlN System. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . B-13
B.9: Material Defaults for Compound Semiconductors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . B-20
B.10: Miscellaneous Semiconductors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . B-26
B.11: Insulators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . B-30
B.12: Metals/Conductors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . B-32
B.13: Optical Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . B-33
B.13.1: SOPRA Database . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . B-34
B.14: User Defined Materials. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . B-45
Appendix C
RF and Small Signal AC Parameter Extraction[212] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . C-1
Appendix D
MC Device Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . D-1
D.1: The Default Configuration File: defaults.in . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . D-1
D.2: File Formats . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . D-7
D.2.1: Silvaco Output Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . D-7
D.2.2: General Output Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . D-8
D.2.3: Current Output Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . D-10
D.2.4: Scattering Output Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . D-11
D.2.5: Quantum Output Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . D-12
D.2.6: Miscellaneous Input And Output Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . D-13
D.2.7: Band Structure Input Files. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . D-13
D.3: Examples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . D-15
D.3.1: Bulk n-type Silicon: mcdeviceex01 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . D-15
D.3.2: A 25-nm n-MOSFET without Quantum Correction: mcdeviceex02. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . D-16
D.3.3: A 25-nm n-MOSFET with Quantum Correction: mcdeviceex03 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . D-18
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