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4.2 使用ATLAS 的NMOS 器件仿真 4.2.1 ATLAS概述 ATLAS 是一个基于物理规律的二维器件仿真工具，用于模拟特定半导体结构的电学特性，并模拟器件工作时相关的内部物理机理。 ATLAS可以单独使用，也可以在SILVACO’s VIRTUAL WAFER FAB仿真平台中作为核心工具使用。通过预测工艺参数对电路特性的影响，器件仿真的结果可以与工艺仿真和 SPICE模型提取相符。 1 ATLAS 输入与输出 大多数 ATLAS仿真使用两种输入文件：一个包含 ATLAS执行指令的文本文件和一个定义了待仿真结构的结构文件。 ATLAS会产生三种输出文件：运行输出文件(ru n-time output)记录了仿真的实时运行过程，包括错误信息和警告信息；记录文件(log files)存储了所有通过器件分析得到的端电压和电流；结果文件(solu tion files)存储了器件在某单一偏置点下有关变量解的二维或三维数据。 2 ATLAS 命令的顺序 在ATLAS中，每个输入文件必须包含按正确顺序排列的五组语句。这些组的顺序如图4.52所示。如果不按照此顺序，往往会出现错误信息并使程序终止，造成程序非正常运行。 图 4.52 ATLAS命令组以及各组的主要语句 3 开始运行 ATLAS 要在DECKBUILD 下开始运行 ATLAS，需要在UNIX 系统命令提示出现时输入： deckbu ild -as& 命令行选项-as 指示 DECKBUILD 将 ATLAS 作为默认仿真工具开始运行。 在短暂延时之后，DECKBUILD 将会出现，如图 4.53 所示。从 DECKBUILD 输出窗口可以看出，命令提示已经从 ATHENA 变为了 ATLAS。 图4.53 ATLAS的DECKBUILD窗口 4 在ATLAS 中定义结构 在ATLAS中，一个器件结构可以用三种不同的方式进行定义： 1. 从文件中读入一个已经存在的结构。这个结构可能是由其他程序创建的，比如ATHENA或DEVEDIT； 2. 输入结构可以通过DECKBUILD自动表面特性从ATHENA或DEVEDIT转化而来； 3. 一个结构可以使用ATLAS命令语言进行构建。 第一和第二种方法比第三种方法方便，所以应尽量采用前两种方法。在本章中，我们将通过第二种方法，利用DECKBUILD的自动表面特性，将NMOS结构从ATHENA转化为ATLAS。 4.2.2 NMOS结构的ATLAS仿真 在本章中，我们将以下几项内容为例进行介绍： 1. Vds=0.1V时，简单Id-Vgs曲线的产生； 2. 器件参数如Vt，Beta和Theta的确定； 3. Vgs分别为1.1V，2.2V和3.3V时，Id-Vds曲线的产生。 这里将采用由ATHENA创建的NMOS结构来进行NMOS器件的电学特性仿真。 4.2.3 创建...