開(kāi)場(chǎng)白實(shí)驗(yàn)一：Crosslight

軟件介紹實(shí)驗(yàn)二：Crosslight

軟件界面和文件介紹實(shí)驗(yàn)三：輸入界面——layerbuild介紹實(shí)驗(yàn)四：輸入界面——geoeditor介紹實(shí)驗(yàn)五：輸入文件sol和plt文件命令介紹實(shí)驗(yàn)六：輸出界面——Crossligview介紹實(shí)驗(yàn)七：PN結(jié)的模擬實(shí)驗(yàn)八：LED的模擬12實(shí)驗(yàn)一：軟件介紹Copyright2013CrosslightSoftwareInc.Crooslight公司介紹Crosslight

軟件公司是一家以半導(dǎo)體光電器件軟件研發(fā)為主營(yíng)業(yè)務(wù)的高科技跨國(guó)公司，其總部位于加拿大的溫哥華。十多年來(lái)Crosslight一直致力于半導(dǎo)體器件及工藝模擬軟件(TCAD)的研發(fā)。

Crosslight

的前身為BeamtekSoftware。1996年Crosslight

成為全世界第一個(gè)提供光電半導(dǎo)體建模軟件的商業(yè)公司，后來(lái)經(jīng)過(guò)全體員工的不斷努力，Crosslight

在該領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢(shì)越來(lái)越明顯，直至現(xiàn)在Crosslight

已經(jīng)成為半導(dǎo)體TCAD工具頂級(jí)提供商之一，客戶名單擴(kuò)展到數(shù)百個(gè)主流半導(dǎo)體制造商。3Crooslight軟件基本原理介紹Crosslight軟件基于2/3維的有限元分析方法，其基本原理是用戶指定自己的器件結(jié)構(gòu)以及材料參數(shù)，通過(guò)軟件求解2/3維的光、電、熱的方程，得到描述該器件光和電以及熱特性的數(shù)據(jù)及相應(yīng)的曲線?；贑rosslight軟件全面的物理模型，可以計(jì)算模擬出用來(lái)描述該器件特性的高質(zhì)量的數(shù)據(jù)和曲線，從而能夠全面的評(píng)估該器件的設(shè)計(jì)以及給出相應(yīng)的優(yōu)化方案。Crosslight軟件作為一款優(yōu)秀的半導(dǎo)體光電器件的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)工具可以用來(lái)優(yōu)化已有的器件結(jié)構(gòu)或者設(shè)計(jì)新的器件。它提供一個(gè)非常簡(jiǎn)單且易行的模擬環(huán)境，使得用戶可以專心于器件的優(yōu)化和設(shè)計(jì)，把所有的數(shù)學(xué)計(jì)算工作交給計(jì)算機(jī)來(lái)完成。45第一部分軟件介紹6第一部分軟件介紹–分類(lèi)器件模擬軟件semi-conductordevicesimulatorApsys

電子器件及光電子器件（激光器除外）模擬器(二維/三維）Lastip

二維邊發(fā)射激光器件模擬器Pics3d

三維邊發(fā)射、面發(fā)射激光器件，光放大器件及光波導(dǎo)器件模擬器微電子工藝模擬軟件full3DprocesssimulatorCsuprem3D

沉積，圖形化刻蝕，離子注入，氧化，熱擴(kuò)散等工藝模擬化合物生長(zhǎng)模擬軟件MOCVDprocesssimulatorProcom

MOCVD環(huán)境中化合物生長(zhǎng)模擬7第一部分軟件介紹–應(yīng)用各類(lèi)硅器件；量子阱，多量子阱發(fā)光二極管（LED）；有機(jī)發(fā)光二極管（OLED）；光子晶體(PhC)；

太陽(yáng)能電池；

光電探測(cè)器(PD)；

高電子遷移率晶體管

(HEMT)；

雙極形異質(zhì)結(jié)晶體管

(HBT);行波半導(dǎo)體光放大器;共振隧穿二極管(RTD);量子阱紅外光電探測(cè)器(QWIP)

主要應(yīng)用

APSYS8第一部分軟件介紹–應(yīng)用FP激光器；多體效應(yīng)；多模式計(jì)算；

多量子阱結(jié)構(gòu)計(jì)算；

光泵浦激光器；

PML/EEIM方法計(jì)算；

短波激光器；自發(fā)熱效應(yīng)計(jì)算;瞬態(tài)模擬；量子隧穿效應(yīng)；Type-II多量子阱結(jié)構(gòu)；量子級(jí)聯(lián)激光器；多腔激光器主要應(yīng)用

LASTIP多腔激光器9第一部分軟件介紹–應(yīng)用各類(lèi)型FP激光器；各類(lèi)型DFB激光器；各類(lèi)型DBR激光器；

多斷器件；

電吸收調(diào)制器(EAM)；

半導(dǎo)體光放大器(SOA)；

波導(dǎo)光電探測(cè)器；光泵浦激光器;外部腔激光器；

自發(fā)熱效應(yīng)；垂直腔表面發(fā)射激光器(VCSEL)主要應(yīng)用

PICS3D10第一部分軟件介紹–應(yīng)用離子注入模擬；氧化模擬；圖形化刻蝕；

熱擴(kuò)散；

FINFET；

MOSFET；

MEMS；Solarcell；導(dǎo)出結(jié)構(gòu)到APSYS做電學(xué)，力學(xué)，光學(xué)計(jì)算主要應(yīng)用

Csuprem3D11第一部分軟件介紹–應(yīng)用反應(yīng)速率分布計(jì)算；氣體流量分布計(jì)算；溫度分布計(jì)算；生長(zhǎng)速率計(jì)算；化學(xué)組分分布計(jì)算；雜質(zhì)，缺陷分布計(jì)算主要應(yīng)用

PROCOM12第一部分軟件介紹–數(shù)據(jù)輸出各種參量關(guān)系圖，如:

I-V,P-I,Index-Wavelength,自發(fā)射譜，增益譜，能帶圖，載流子濃度-位置圖，量子效率-電流強(qiáng)度關(guān)系等13第一部分軟件介紹–數(shù)據(jù)輸出各種分布圖，如:雜質(zhì)濃度、缺陷分布,電勢(shì)、電場(chǎng)和電流分布，溫度分布，光強(qiáng)分布，光模式分布；參量的三維分布等14運(yùn)行一個(gè)Apsys的典型范例（示范操作）打開(kāi)SimuApsys

[SimuApsys.exe]打開(kāi)范例[Apsys安裝目錄](méi)\apsys_examples\A_tutorial\camel.sol產(chǎn)生網(wǎng)格（mesh）Camel.layer/youji/4huo5/camel.mplt/youji/Viewmesh/OpenwithLayerbulider/計(jì)算

camel.sol/youji/simulate/chu

xiang

ri

qi查看結(jié)果Xia

bian/Outfiles/***.std_***/Camel.geo/youji/OpewithGeoEditor15跟隨操作一次計(jì)算流程打開(kāi)SimuApsys

打開(kāi)范例[Apsys安裝目錄](méi)\apsys_examples\A_tutorial\camel.sol查看結(jié)構(gòu).layer產(chǎn)生.geo.geo產(chǎn)生.msh用.mplt查看.msh中保存的網(wǎng)格運(yùn)行.sol運(yùn)行.plt查看結(jié)果16Thebasicstepsofrunningtheexampleareasfollows:1)RuntheLayerprogramtoprocesscamel.layerfiletogeneratecamel.geo,camel.dopingandcamel.matertodescribethegeometry,dopingprofileandmaterialmodels,respectively.2)RuntheApsysprogramoncamel.geotogeneratethemeshdatafilecamel.msh.3)RuntheApsysprogramoncamel.soltosolvedifferentialequationstoproducemainsimulationdatacamel.out_####andcamel.std_####.4)RuntheApsysprogramoncamel.plttoplotsimulationresultsusingGnuplotandGsview(freegraphicprogramsfromtheinternet).OruseCrosslightViewoncamel.std_####toviewresultsin3Dcolorgraphics.基本步驟17實(shí)驗(yàn)二：軟件界面和文件介紹Copyright2013CrosslightSoftwareInc.18第二部分軟件使用和操作界面程序和文件關(guān)系圖SimuCenter(Apsys,Lastip,Pics3D,Csuprem)模擬計(jì)算中心，用于項(xiàng)目文件的管理和編輯，以及各功能程序的調(diào)用.sol主模擬文件設(shè)置計(jì)算參數(shù)調(diào)用.doping雜質(zhì)分布.mater材料設(shè)定和編號(hào).msh網(wǎng)格結(jié)構(gòu).geo任意結(jié)構(gòu)輪廓.layer行列結(jié)構(gòu)輪廓.plt用命令行得到圖形結(jié)果CrosslightView圖形界面程序后處理后處理LayerBuilder(3D)設(shè)計(jì)行列結(jié)構(gòu)的圖形界面程序GeoEditor(3D)設(shè)計(jì)復(fù)雜結(jié)構(gòu)的圖形界面程序調(diào)用調(diào)用產(chǎn)生產(chǎn)生產(chǎn)生產(chǎn)生19界面程序的使用和操作SimuApsys

布局(菜單區(qū)，管理區(qū)，編輯區(qū)，輸出信息區(qū))基本操作(文本編輯,調(diào)用圖形程序，查看幫助文檔)

youji/Wizard使用(命令列表區(qū)，參數(shù)修改區(qū)，命令解釋區(qū))Options/3goudelete/macrofiles（修改macro,創(chuàng)建macro,函數(shù)關(guān)系)20實(shí)驗(yàn)三：輸入界面——layerbuild介紹

Copyright2013CrosslightSoftwareInc.21第二部分軟件使用和操作界面程序的使用和操作

LayerBuilder

GeoEditor

CrosslightView

SimuCenter(以SimuApsys為例)22第二部分軟件使用和操作界面程序的使用和操作

LayerBuilder繪制基本圖形（方形，任意四邊形，三角形，弧形）行(line)和列(column)的概念材料[組分和漸變]設(shè)置Youji/Material/2列Bulk(ti

cai

liao),Active(huo

xing

cai

liao)/ex:algrass.2005shuangji(shuo

ming)/xuan

si

shuang

ji

zai

dian

jiOK/shuang

ji/X:0.1/(組分)/漸變:Composition…./1/0dao0.5/摻雜設(shè)置3:Doping/Coc….:2e24,Gauss….:0.001/電極設(shè)置Contact/Num1,Sidebottom,From0,To6,typeohmic,Barrer-9999.000,work//Num2,Sidetop,From0,To6,typeohmic,Barrer-9999.000,work(liangge

dian

ji)Label的設(shè)置Labelposition/Label:Label01/location:….Juli

0.1

/<=Add/網(wǎng)格的設(shè)置（邊的概念）Column…/Layer…/網(wǎng)格的設(shè)置（ratio概念）23實(shí)驗(yàn)四：輸入界面——geoeditor介紹24第二部分軟件使用和操作界面程序的使用和操作

GeoEditor繪制基本圖形（方形，任意四邊形，三角形，弧形）

ianji

xiaoshou

材料[組分和漸變]設(shè)置

property/摻雜設(shè)置

電極設(shè)置

Label的設(shè)置

網(wǎng)格的設(shè)置（邊的概念）

25實(shí)驗(yàn)五：輸入文件sol和plt文件命令介紹

Copyright2013CrosslightSoftwareInc.26第二部分軟件使用和操作.sol文件中的基本命令和分類(lèi)

.plt文件中的基本命令修改.sol文件中的參數(shù)獲得不同結(jié)果修改.plt文件中的命令查看圖形變化27第二部分軟件使用和操作.sol文件中的基本命令和分類(lèi)第一類(lèi)：輸入輸出講解范例[Apsys安裝目錄](méi)\apsys_examples\LED_general\express\A_tutorial導(dǎo)入網(wǎng)格文件輸出文件的文件名前綴導(dǎo)入?yún)㈦s文件導(dǎo)入材料信息【提示】藍(lán)色文字為“命令”以“$”開(kāi)頭的一行文字為注釋行Begin開(kāi)始28第二部分軟件使用和操作.sol文件中的基本命令和分類(lèi)第二類(lèi)：物理計(jì)算模型及其它設(shè)置【提示】數(shù)字標(biāo)記為紅色“&&”為續(xù)行符講解范例[Apsys安裝目錄](méi)\apsys_examples\LED_general\express\A_tutorial29第二部分軟件使用和操作.sol文件中的基本命令和分類(lèi)第三類(lèi)：牛頓迭代及掃描設(shè)置【提示】“voltage_1”和“current_1”中的“1”代表電極的編號(hào)

“newton_par”可以在開(kāi)頭僅設(shè)置一次，也可以為“equilibrium”和“scan”命令單獨(dú)設(shè)置牛頓迭代設(shè)置計(jì)算平衡態(tài)掃描電壓掃描電流牛頓迭代設(shè)置講解范例[Apsys安裝目錄](méi)\apsys_examples\LED_general\express\A_tutorial30第二部分軟件使用和操作.sol文件中的基本命令和分類(lèi)特別提示：輸出文件的數(shù)量開(kāi)始狀態(tài)的值即前一個(gè)命令結(jié)束的狀態(tài)value_toprint_step輸出.std文件print_step.std掃描終點(diǎn).std1）print_step<value_to2）print_step>=value_to開(kāi)始狀態(tài)的值即前一個(gè)命令結(jié)束的狀態(tài)value_to掃描終點(diǎn).std講解范例[Apsys安裝目錄](méi)\apsys_examples\LED_general\express\A_tutorial31第二部分軟件使用和操作.plt文件中的基本命令指明將圖形結(jié)果輸出到.ps文件中，用ghostview打開(kāi)講解范例[Apsys安裝目錄](méi)\apsys_examples\LED_general\express\A_tutorial32第二部分軟件使用和操作.plt文件中的基本命令文件調(diào)用：main_input

指明sol文件名sol_inf

指明輸出文件的前綴名scan_data

指明開(kāi)始和結(jié)束狀態(tài)下所指的文件，這樣給掃描作圖時(shí)限制了參數(shù)或狀態(tài)的范圍xy_data

指明位置相關(guān)的作圖命令所需要的文件，如plot_1d,plot_2d和plot_3d講解范例[Apsys安裝目錄](méi)\apsys_examples\LED_general\express\A_tutorial33第二部分軟件使用和操作.plt文件中的基本命令變量隨位置變化圖，其中的“band”可以修改為其它變量，如電子空穴濃度等講解范例[Apsys安裝目錄](méi)\apsys_examples\LED_general\express\A_tutorial34第二部分軟件使用和操作.plt文件中的基本命令二維分布圖，其中的“total_curr”可以修改為其它變量，如電子空穴濃度等其中“point_ll”和“point_ur”指定二維區(qū)域的范圍講解范例[Apsys安裝目錄](méi)\apsys_examples\LED_general\express\A_tutorial35第二部分軟件使用和操作.plt文件中的基本命令二維分布圖，以三維視圖呈現(xiàn)。其中的“potential”可以修改為其它變量。其中“point_ll”和“point_ur”指定二維區(qū)域的范圍,“xrange”和“yrang