TCAD

Shortcodes 介紹 Shortcodes 是內容檔案中的一個簡單片段，Hugo將使用預先定義的範本對其進行呈現。 除了更乾淨的 Markdown 外，Shortcodes 還可以隨時更新新的技術或標準。 Notice shortcodes 將以下程式碼加入到 Hugo 專案底下的 layouts/shortcodes/notice.html {{/* Available notice types: warning, info, note, tip */}} {{- $noticeType := .Get 0 | default "note" -}} {{/* Workaround markdownify inconsistency for single/multiple paragraphs */}} {{- $raw := (markdownify .Inner | chomp) -}} {{- $block := findRE "(?is)^<(?:address|article|aside|blockquote|canvas|dd|div|dl|dt|fieldset|figcaption|figure|footer|form|h(?:1|2|3|4|5|6)|header|hgroup|hr|li|main|nav|noscript|ol|output|p|pre|section|table|tfoot|ul|video)\\b" $raw 1 -}} {{/* Count how many times we've called this shortcode and load the css if it's the first time */}} {{- if not ($.Page.Scratch.Get "noticecount") -}} <style 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TCAD 模擬收斂問題 收斂問題 Sentaurus Device 有非常多種可模擬大電場下之飽和遷移率的模型，而這主要是設定有效電場的模型。其中，最自然的選擇就是 Eparallel driving model。這種模型取總電場平行於電流方向上的分量。不過這通常會導致嚴重的收斂問題。主要是因為電場跟電流有著極為密切的關係，除此之外，以 MOSFET 通道為例，通常垂直與平行通道方向之電場數量級差很多，因為演算之數值誤差會「混合」這兩個分量，所以這種 Eparallel 模型會使得每個節點上的 driving force變化許多，進而改變電流方向，又接著改變電場分量，所以會造成極為不穩定的情況。 其中一個折衷的辦法，就是只考慮平行於 silicon-oxide 界面上的電場，可以使用 HighFieldSaturation(EparallelToInterface) 指令來啟動這模型。只要大部分的電流都平行於界面，那基本上這就是個很好的模型。然而，目前最新科技通常會使得 source/drain 的電流以「向外散開，向內吸入」的方式進入與離開。例如說目前的 ultrashalow source and drain extensions。電流散開之後，電流就不再平行於界面，而這模型可能會帶來將近 5-15 % 的誤差。因此，如果你知道電流的方向，那麼你也可以設定用來計算平行電場分量之方向向量，而不再只是單純地與最鄰近的界面平行的方向。例如說，如果你覺得電流主要是沿著 x 軸在流動，那麼可以在 Math section 設定 EparallelToInterface (Direction = (1 0 0))。 最常用的 driving force 是 quasi-Fermi potential 的梯度模型。通常這跟平行電場模型是一樣的，但它的演算法比較穩定。可以用 HighFieldSaturation(GradQuasiFermi) 選項來啟動它。不過，即便如此，還是可能會造成收斂問題。這是因為通常 quasi-Fermi potential 的梯度都非常的陡峭，變化得太過劇烈或是非常的不平滑，而這往往切得比較不好的網格所造成的。 但在有些時候，即便網格切得很好，還是沒辦法收斂。有時是因為低載子濃度的區域的濃度相對誤差都滿高的，而這會進一步導致 quasi-Fermi potential 的誤差變得滿大的。因為這些區域通常對總電流的貢獻並不是很顯著，所以算得太準反而會讓模擬跑得更慢。不過，你確實需要確認一下這些低密度是不是導致發散。 除此之外，也可藉由設定 RefDens_eGradQuasiFermi_EparallelToInterface 與 RefDens_hGradQuasiFermi_EparallelToInterface 來使用「內插 GradQuasiFermi 與 Eparallel」的 driving force 模型。該參數定義了 gradual transition 發生的局域載子濃度。例如說，如果設定為 1e12，那麼當載子濃度高於 1e12，就使用 GradQuasiFermi model，反之則使用 Eparallel model。通常 1e12 並不會影響到總電流，但仍能改善收斂問題。有時甚至需要用到 1e14 ～ 1e16 以獲得更好的收斂，但要留意不同設定所得到的電流是否一致，以確定 Eparallel driving force 帶來的誤差仍可接受。 ...

TCAD 常用的三種程式語言 工具語言 用於操作 Sentaurus 工具的指令，例如： snmesh sdevice 預處理語言 Sentaurus Workbench Preprocessing Language(SPP)：在 SWB 執行指令檔之前，會先翻譯 SPP 語言。(類似於 C 的 macro) 例如： #define __x__ 1 // 將所有 __x__ 字串取代成字串 1 TCL 公用語言，通常用來處理字串與數據。 範例 SPP 語言：@...@、#開頭的敘述都是 SPP 語言 #if "@tunneling@ == "Hurkx" #define _B2BTunnelModel_ Band2Band(Model=Hurkx) #define _B2BTunnelMath_ NoSRHperPotential #elif "@tunneling@ == "E1" #define _B2BTunnelModel_ Band2Band(Model=E1) #define _B2BTunnelMath_ NoSRHperPotential #elif "@tunneling@ == "E1_5" #define _B2BTunnelModel_ Band2Band(Model=E1_5) #define _B2BTunnelMath_ NoSRHperPotential #elif "@tunneling@ == "E2" #define _B2BTunnelModel_ Band2Band(Model=E2) #define _B2BTunnelMath_ NoSRHperPotential #else #define _B2BTunnelModel_ #define _B2BTunnelMath_ #endif TCL 語言：set 與 puts 其中 @…@ 因為是 SPP 語言，故會先被前面定義好的 header 取代，之後才會執向 .cmd 檔。 set A [expr -@BF_Thick@-@AB_Thick@-@GR_Thick@-@CH_Thick@-@ML_Thick@] puts "DOE: Xmin [format %.2f $A]"