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生成网格和掺杂轮廓

NOTE

原文来源:Sentaurus Structure Editor User Guide, Version W-2024.09, Synopsys, Inc. PDF 源页码:第 7 章,对应 PDF 第 240–271 页

网格操作概述

SDE 中定义的网格细化窗口掺杂轮廓会传递给 SMesh,由 SMesh 实际生成体积网格。SDE 负责:

  1. 定义细化区域(refinement windows)
  2. 定义掺杂分布轮廓
  3. 输出结构信息给 SMesh

定义网格细化区域

矩形/多边形细化窗口(二维)

Mesh > Refinement Window > Rectangular/Polygonal

  • 用鼠标框选矩形或绘制多边形
  • 该区域内 SMesh 会自动加密网格
  • 用于结区、耗尽区等需要更高精度的位置

长方体/多面体细化窗口(三维)

Mesh > Refinement Window > Cuboidal/Polyhedral

  • 三维空间定义细化区域
  • 支持从三维界面提取

从面提取细化窗口

可以从三维实体的界面提取二维细化窗口:

Mesh > Refinement Window > Extract From Face

适用于:

  • 栅氧界面
  • PN 结界面
  • 异质结界面

这些位置通常需要更高网格密度。

从三维实体界面提取细化窗口

Mesh > Refinement Window > Extract From 3D Body Interface

在三维实体之间的界面创建细化窗口,支持复杂三维结构。

删除细化窗口

Mesh > Delete Refinement Window 选中后删除。


定义掺杂轮廓

定义常数掺杂

Doping > Constant Profile

  • 选择区域
  • 输入掺杂浓度(cm⁻³)
  • 选择掺杂类型(N 型 / P 型)

简单均匀掺杂用这个最快。

解析掺杂分布

Doping > Analytic Profile

支持多种解析函数分布:

  • 均匀
  • 线性梯度
  • 高斯
  • 指数
  • 余误差函数(erf),对应离子注入分布

可以组合多个解析分布得到复杂掺杂。

包含外部二维和三维掺杂分布

Doping > Import Profile

  • 从文件导入掺杂分布数据
  • 支持 ASCII 格点格式
  • 支持 Sentaurus Process 输出的掺杂分布

粒子掺杂分布

Doping > Particle-Based Doping

用于离子注入蒙特卡罗(MC)模拟后的粒子投影掺杂分布,SDE 可以:

  • 读取粒子列表
  • 构建连续掺杂分布
  • 传递给 SMesh 加密网格

本章示例

常数掺杂 + 结区细化

scheme
; 定义 N 型衬底,掺杂浓度 1e15 cm^-3
(sde-doping:constant region substrate 1e15 n-type)

; 在 PN 结区创建细化窗口
(sde-mesh:refinement-window-rectangle x1 x2 y1 y2)

离子注入高斯掺杂

scheme
; 高斯掺杂,峰值 1e18 cm^-3, projected range Rp,标准差 σRp
(sde-doping:gaussian region peak Rp sigmaRp n-type)

TIP

  • 掺杂浓度单位保持 cm⁻³,与 Sentaurus 约定一致
  • 结区一定要定义细化窗口,否则网格太粗得不到准确电学特性
  • 界面处掺杂梯度大,需要加密网格

基于 Sentaurus TCAD 官方文档构建

代码块