控制边界网格化

NOTE

原文来源：Sentaurus Structure Editor User Guide, Version W-2024.09, Synopsys, Inc. PDF 源页码：第 8 章，对应 PDF 第 273–289 页

全局网格化设置

全局网格化参数控制整个结构边界的面片化精度：

Mesh > Global Tessellation Settings

主要参数：

参数	说明
Absolute Sag	控制近似精度，数值越小越精确面片越多
Maximum Edge Length	最大边长，限制三角形/四边形最大尺寸

精度越高，面片越多，SMesh 生成网格时间越长。根据器件尺寸选择合适值。

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可用网格化器

SDE 支持多种网格化引擎：

• 默认 Delaunay：适用于大多数情况
• 其他：根据几何特性选择

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球面边界网格化

球面需要特殊处理，保证极区密度合理：

SDE 自动处理球面网格化，不需要额外参数。

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三维边界网格化

三维实体边界网格化由 SDE 自动完成，参数继承全局设置。

如果特定区域需要更高精度，可以在局部细化：

1. 选中面
2. 设置局部 sag/edge length 参数
3. 覆盖全局设置

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定义 SMesh 命令文件段

SDE 可以直接输出 SMesh 命令段，方便后续网格控制：

IOControls 段

控制输入输出选项：

IOControls {
  Verbose = true;
  OutputStatistics = true;
}

Interpolate 段

控制掺杂插值选项：

Interpolate {
  Method = Delaunay;
  ExtrapolateBoundary = true;
}

AxisAligned 段

轴对齐网格细化参数：

AxisAligned {
  MinimumEdgeLength = 0.01;
  MaximumEdgeLength = 1.0;
}

Delaunay 段

Delaunay 三角剖分参数：

Delaunay {
  QualityMeshing = true;
  MinAngle = 20.0;
}

Boundary 段

边界条件定义：

Boundary {
  FitPoints = true;
  Tolerance = 1e-6;
}

Tools 段

网格质量检查工具：

Tools {
  CheckQuality = true;
  ReportStatistics = true;
}

QualityReport 段

输出网格质量报告：

QualityReport {
  Output = "mesh_quality.rpt";
  Histogram = true;
}

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构建网格

所有定义完成后，Mesh > Build Mesh 触发网格化：

• SDE 会显示质量统计
• 如果质量太差，会给出警告
• 可以放大最小角度，减小最大边长改善质量

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创建平面层堆

Tools > Create Planar Layer Stack 快速创建平面层状结构：

使用 Scheme 扩展 sdeepi:create-layerstack：

(sdeepi:create-layerstack
  '(("substrate" 100.0 "Silicon" 1e15 "n-type")
    ("oxide" 0.05 "SiO2" 0 "intrinsic")
    ("poly" 0.2 "Polysilicon" 1e19 "p-type"))
)

自动创建：

• 每层对应区域
• 正确材料分配
• 可选掺杂浓度

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命令文件：给 SMesh

SDE 完成结构定义后，输出命令文件给 SMesh：

File > Save Boundary Command File

保存 .cmd 文件，SMesh 可以直接 source 读取：

boundary "structure.cmd"

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本章小结

• 全局网格化参数控制精度
• 局部可以覆盖全局设置
• 提前定义好 SMesh 控制段，后续直接使用
• 层状结构可以用扩展函数快速创建

TIP

对于功率器件，电流通路和结区一定要保证足够网格化精度，否则仿真收敛会有问题。