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### 器件仿真工具ATLAS知识点详解 #### 一、ATLAS简介 ATLAS是SILVACO公司推出的一款高性能器件仿真软件，主要用于半导体器件的设计与仿真分析。这款软件在半导体行业享有极高的声誉，被广泛应用于各种器件的设计与研究工作中。其强大的功能和灵活的操作界面使得用户能够高效地进行器件模拟，从而更好地理解器件行为，优化设计参数。 #### 二、ATLAS的主要特点 - **精确的物理模型**：ATLAS提供了丰富的物理模型库，包括但不限于漂移扩散模型、量子效应模型等，能够准确模拟各种半导体器件的行为。 - **多物理场耦合**：支持电场、磁场、热场等多种物理场的耦合仿真，适用于复杂器件结构的模拟需求。 - **高级可视化工具**：集成了一套完整的可视化工具，用户可以方便地查看仿真结果，并进行深入的数据分析。 - **高度定制化**：用户可以根据自己的需求定制仿真流程，包括设置边界条件、选择模型等，实现个性化仿真需求。 #### 三、ATLAS的应用领域 - **标准器件**：如MOSFET、BJT等的标准器件设计与性能优化。 - **新型器件**：如有机发光二极管(OLED)、微机电系统(MEMS)等新型器件的研发。 - **纳米技术**：纳米尺度下的器件行为模拟，如碳纳米管(CNTs)、石墨烯等。 - **光电应用**：激光器、LED等光电器件的性能模拟与优化。 - **集成电路设计**：集成电路中的单个元件或整个电路的性能评估。 #### 四、ATLAS的操作指南 ##### 1. 安装与配置 - **系统要求**：确保计算机满足ATLAS的最低硬件和软件要求。 - **安装过程**：按照官方提供的安装向导完成软件的安装配置。 ##### 2. 基本操作流程 - **创建项目**：通过新建项目来定义仿真任务的基本信息。 - **设定网格**：根据器件尺寸和精度要求设置合适的网格。 - **定义材料属性**：输入或选择相应的材料参数，如掺杂浓度、介电常数等。 - **设置边界条件**：根据实际应用场景指定边界条件，如电压、电流等。 - **运行仿真**：设置好所有参数后，执行仿真命令。 - **结果分析**：利用内置的可视化工具查看并分析仿真结果。 ##### 3. 特殊功能介绍 - **多物理场耦合仿真**：对于需要考虑多种物理现象相互作用的情况，可以通过设置不同的物理模型进行耦合仿真。 - **参数扫描**：通过对关键参数进行扫描，分析其对器件性能的影响。 - **自定义脚本**：利用脚本语言编写自定义代码，实现更复杂的仿真需求。 #### 五、ATLAS与SILVACO生态系统 SILVACO提供了一系列配套软件和服务，形成了一个完整的半导体器件设计平台。除了ATLAS之外，还包括用于工艺仿真、版图设计等方面的专业工具。这些工具之间可以无缝对接，形成一体化的工作流程，极大地提高了设计效率和准确性。 #### 六、注意事项 - **版权问题**：ATLAS及相关的文档资料受到版权保护，未经授权不得擅自复制、翻译或分发。 - **免责声明**：SILVACO不对其产品做出任何形式的保证，包括但不限于适销性、特定用途适用性等。 - **技术支持**：用户可以通过官方网站获取最新的技术支持文档和技术支持服务。 ATLAS作为一款专业的器件仿真工具，在半导体行业的设计与研究中发挥着重要作用。无论是对于学术研究还是工业界的应用，都有着不可替代的地位。掌握ATLAS的使用方法不仅能够帮助设计师更好地理解器件内部机理，还能有效提升产品的设计质量和研发效率。

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SILVACO

4701 Patrick Henry Drive, Bldg. 1 September 26, 2008

Santa Clara, CA 95054

Telephone (408) 567-1000

Internet: www.silvaco.com

ATLAS User’s Manual

DEVICE SIMULATION SOFTWARE

Silvaco v

Chapter 1

Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-1

1.1: ATLAS Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-1

1.2: Features And Capabilities of ATLAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-2

1.2.1: Comprehensive Set of Models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-2

1.2.2: Fully Integrated Capabilities. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-2

1.2.3: Sophisticated Numerical Implementation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-2

1.3: Using ATLAS With Other Silvaco Software. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-3

1.4: The Nature Of Physically-Based Simulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-4

Chapter 2

Getting Started with ATLAS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-1

2.1: Overview. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-1

2.2: ATLAS Inputs and Outputs. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-2

2.3: Modes of Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-3

2.3.1: Interactive Mode With DeckBuild . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-3

2.3.2: Batch Mode With DeckBuild. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-3

2.3.3: No Windows Batch Mode With DeckBuild . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-3

2.3.4: Running ATLAS inside Deckbuild . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-4

2.3.5: Batch Mode Without DeckBuild . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-4

2.3.6: TMA Compatibility Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-4

2.3.7: ISE Compatibility Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-4

2.4: Accessing The Examples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-5

2.5: The ATLAS Syntax. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-7

2.5.1: Statements and Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-7

2.5.2: The Order of ATLAS Commands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-7

2.5.3: The DeckBuild Command Menu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-8

2.5.4: PISCES-II Quick Start . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-8

2.6: Defining A Structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-10

2.6.1: Interface From ATHENA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-10

2.6.2: Interface From DevEdit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-11

2.6.3: Using The Command Language To Define A Structure. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-11

2.6.4: Automatic Meshing (Auto-meshing) Using The Command Language . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-16

2.6.5: Modifying Imported Regions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-23

2.6.6: Remeshing Using The Command Language. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-23

2.6.7: Specifying 2D Circular Structures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-25

2.6.8: Specifying 3D Structures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-29

2.6.9: Specifying 3D Cylindrical Structures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-29

2.6.10: Extracting 2D Circular Structures From 3D Cylindrical Structures. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-33

2.6.11: General Comments Regarding Grids. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-34

2.6.12: Maximum Numbers Of Nodes, Regions, and Electrodes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-34

2.6.13: Quadrilateral REGION Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-35

2.7: Defining Material Parameters And Models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-36

2.7.1: Specifying Contact Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-36

2.7.2: Specifying Material Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-39

2.7.3: Specifying Interface Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-40

2.7.4: Specifying Physical Models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-40

2.7.5: Summary Of Physical Models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-42

2.8: Choosing Numerical Methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2-46

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