[發明專利]一種對化合物半導體器件生長程序的文件轉換方法

有效

• 申請號: 201610970630.0
• 申請日: 2016-10-28
• 公開（公告）號: CN106649216B
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發明（設計）人: 張瑋;陸宏波;李欣益;張夢炎;張華輝;楊丞;陳杰;張建琴;鄭奕
• 申請（專利權）人: 上海空間電源研究所
• 主分類號: G06F17/22
• 分類號: G06F17/22;G06F17/50
• 代理公司: 上海信好專利代理事務所(普通合伙) 31249
• 代理人: 周乃鑫;周榮芳

一種對化合物半導體器件生長程序的文件轉換方法，按照語法規則分別讀取化合物半導體器件生長程序文件與各層材料參數文件，同時結合預設的工藝文件與數值仿真分析控制參數生成適合數值仿真分析軟件的專屬文件，極大地提高了器件結構文件生成的便利性、可靠性、可維護性，同時使得原位分析得以進行，可以應用在各種化合物半導體器件結構的數值模擬與分析中，諸如多結太陽電池、微波器件、光電探測器、激光器等。

技術領域

本發明涉及一種對化合物半導體器件生長程序的文件轉換方法，尤其涉及一種將化合物半導體器件生長程序轉換成數值仿真分析軟件用器件結構描述文件的方法。

背景技術

當前大規模應用的化合物半導體器件如半導體激光器、探測器、傳感器、多結太陽電池、微波器件等的生長廣泛采用金屬有機氣相外延(MOCVD)和分子束外延(MBE)等工業化研發和生產工具。為了完成化合物半導體器件的生長，操作者需要提前告訴設備在規定的時間內該“做什么”，即材料生長程序。材料生長程序通常包含三部分：1、初始化過程：包含設備運行前的狀態檢查以及由閑置狀態調節到材料生長狀態；2、材料生長過程：包含根據器件結構明確了不同層化合物半導體材料的生長順序和每一層材料的表面動力學反應參數，即生長參數，通常這些生長參數包含生長時間、生長溫度、組成化合物半導體材料的各種成分載體(所謂的源)的量及流速、生長腔室真空度以及不同層之間切換時各種源的開關順序延遲時間溫度升降速率等參數；3、結尾恢復過程：包含各環節子設備的關閉和設備恢復到閑置狀態。除了這三個標準過程，生長程序還包含一些設備控制參數，比如生長氛圍、各環節的檢測、溫度穩定性保證、腔室真空度的穩定性保證等。當前商業化的化合物半導體材料生長設備已經制定了完善的語法使得生長程序具有固定的格式。

隨著化合物半導體器件結構越來越復雜，數值分析變得越來越重要，通過數值分析可以觀察結構中不同參數變化對最終器件性能的影響，從而省卻了大量試驗成本，同時也為性能優化指出了方向。數值仿真分析軟件需要讀取所謂的器件結構描述文件，包含化合物半導體器件幾何特征、物理特征、數值特征，即結構文件，其中幾何特征由器件工藝決定，物理特征基本由生長過程決定，數值特征由數值仿真分析的控制參數決定通常化合物半導體器件的數值仿真分析過程為，先是生長單層材料，測試該單層材料的物理特性參數，主要包含能帶參數、電學參數、缺陷電子學參數、光學參數等，將這些測試得到的參數儲存在一個文件中，其次按照生長程序編寫結構文件，同時將各層材料測試參數按照一定格式輸入到結構文件中，最后數值仿真分析軟件讀取結構文件進行數值分析。目前所有的數值仿真分析軟件都是采用這種思路。這里存在如下幾個缺點：1、將測試參數文件轉換成結構文件時極其容易出現格式或項錯誤；2、生成的結構文件比較大，檢查各層參數非常繁復，容易錯漏；3、如果生長程序發生變化，需要重新編寫結構文件，費時費力；4、結構文件的維護性、可繼承性比較差；5、器件生長的原位數值仿真分析無法實現。

發明內容

本發明提供一種將化合物半導體器件生長程序轉換成數值仿真分析軟件用器件結構描述文件的方法，極大地提高了器件結構文件生成的便利性、可靠性、可維護性，同時使得原位分析得以進行，可以應用在各種化合物半導體器件結構的數值模擬與分析中。

為了達到上述目的，本發明提供一種對化合物半導體器件生長程序的文件轉換方法，包含以下步驟：

步驟S1、建立化合物半導體器件生長程序所涉及的各個半導體材料層的參數庫，以參數文件語法規則存儲各層半導體材料的參數庫形成各個半導體材料層的參數文件，對參數文件編號形成參數庫索引文件；

步驟S2、建立化合物半導體器件生長程序中不同過程的讀取語法規則，通過該讀取語法規則分析化合物半導體器件生長程序中材料生長層的參數狀態，生成各個半導體材料層的特征說明對象，搜索參數庫索引文件并將參數文件讀取到器件結構描述文件中；

步驟S3、讀取并分析工藝文件，根據工藝文件信息確定外界施加工作條件的方向，將工藝文件中的器件幾何特征與工作條件直接附加在器件結構描述文件中；