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第 6 章:示例项目

来源:mystic_ug.pdf(W‑2024.09),Chapter 6 Mystic Examples

官方随发行包提供一套 14 nm FinFET 示例,演示多阶段提取、批量脚本与 Sentaurus Visual 绘图。本章总结示例文件位置、运行前提,以及三阶段(低漏电 Id‑Vg、高漏电 Id‑Vg/Id‑Vd、C‑V)执行流程与产出。


6.1 示例位置与运行前提

  1. 路径$STROOT/tcad/$STRELEASE/manuals/tcad_spice/mystic_api/examples/
  2. 环境检查
    • 确认 Mystic / PrimeSim HSPICE 已在 PATH 且许可证可用:
      bash
      Mystic --version
      primesim --version   # 如需
    • SNPSLMD_LICENSE_FILE 应指向可用许可证服务器。
  3. 运行方式:示例通过命令行运行 Mystic,绘图使用 Sentaurus Visual (svisual) 搭配提供的 .tcl 脚本。
  4. 文件夹结构(解压 14nmFinFET.zip 后)
    • models/nmos.mod(BSIM-CMG 子电路,含默认参数)。
    • strategies/:三阶段 Python 脚本(ld_extraction.pyhd_extraction.pycv_extraction.py)及配套 plot_*.tcl
    • targets/:I‑V、C‑V 目标数据。
    • results/:输出目录(空,供写入拟合结果与模型卡)。

每阶段结束后会写一个新的模型卡,供下一阶段作为 --model 输入,确保参数沿流程逐步收敛。


6.2 第一阶段:低漏电 Id‑Vg

  • 目的:拟合低漏电偏置下的 Id‑Vg 曲线,为后续阶段提供初始模型。
  • 命令
    bash
    Mystic strategies/ld_extraction.py --model=models/nmos.mod
  • 典型终端输出
    • 显示版本、加载的策略/模型/后端等信息。
    • Fitting Result Data 中记录优化参数(如 mosmod.PHIGmosmod.CDSC)、迭代次数、fit error、收敛状态、耗时等。
  • 结果
    • 拟合后的模型卡写入 results/(例如 nmos-ld.mod)。
    • 使用 Sentaurus Visual 查看:svisual strategies/plot_ld.tcl(图 50)。
    • 该模型作为第二阶段输入。

图 50:低漏电 Id‑Vg 策略的仿真/目标对比(Sentaurus Visual)


6.3 第二阶段:高漏电 Id‑Vg / Id‑Vd

  • 目的:在低漏电拟合基础上,同时校准高漏电 Id‑Vg 与多条 Id‑Vd 曲线。
  • 命令
    bash
    Mystic strategies/hd_extraction.py --model=models/nmos-ld.mod
  • 特点:参数和目标更多,执行时间较长。策略完成后:
    • svisual strategies/plot_hd.tcl 可同时显示高漏电 Id‑Vg 与 Id‑Vd(图 51),初始条件可观察低漏电阶段遗留的拟合质量。
    • results/ 中生成新的模型卡(示例命名 nmos-hd.mod),供 C‑V 阶段使用。

图 51:高漏电阶段的 Id‑Vg / Id‑Vd 初始条件与当前拟合


6.4 第三阶段:C‑V

  • 目的:拟合门电容曲线,完善模型静电行为。
  • 命令
    bash
    Mystic strategies/cv_extraction.py --model=models/nmos-hd.mod
  • 流程:结构与前两阶段类似,但目标为 C‑V。C‑V 数据格式 Mystic 已内建支持,无需特殊处理。
  • 验证
    • svisual strategies/plot_cv.tcl 同时展示三类目标(低漏电、高漏电、C‑V,图 52)。
    • 最终模型写入 models/nmos-final.mod,可直接用于 PrimeSim HSPICE 仿真或后续流程。

图 52:C‑V 阶段完成后在 Sentaurus Visual 中的多曲线对比


除 14 nm FinFET 示例外,其它演示项目与脚本也包含在 examples/ 目录,可作为自定义流程的模板。

基于 Sentaurus TCAD 官方文档构建

代码块