Sentaurus Workbench

https://web.stanford.edu/class/ee328/swb/swb_b.html

Sentaurus主界面可以分为三部分，由上至下分别是Tool Flow，Project Parameters，和Simulation Tree。由左至右是顺序执行的关系，比如SPROCESS做一些预定义或前处理，SDE（Sentaurus Device Editor）负责建模和网格生成，SDEVICE进行实际的模拟设置，比如设置求解的方程和扫掠的电压范围，也可以设置多个SDEVICE，顺序执行多个模拟，最后的INSPECT做一些后处理操作。

在Tool Flow中的每一个工具，我们都要编写相应的输入文件，来告诉Sentaurus它应该在这一步干什么。这里并没有图形界面，因此必须像Lammps一样手动编写in文件。不同Tool的语法和支持的语言不同，比如sde使用scheme语言，inspect支持tcl语言，sdevice的输入格式又不相同。我们需要在Tool Flow这一行为每一个Tool编写输入文件，Sentaurus将这一行的输入文件命名为<tool_label>_<tool_acronym>.cmd，其中<tool_label>为这个工具的标签，<tool_acronym>为这个工具的首字母缩略词。比如建模的Sentaurus Device Editor的label为sde，acronym为dvs，因此Tool Flow中SDE工具的输入文件的命名就为sde_dvs.cmd。

每一个Tool下面存在多个节点，这些节点的输入文件承接自Tool中定义的输入文件，区别是因为不同的节点对应着不同的参数，Sentaurus中存在一个预处理程序，这个预处理程序会将Tool的输入文件中的变量先替换为对应节点的参数值，就像C或者C++中的宏一样，在编译前预处理器的主要作用就是把宏进行替换展开。每一个节点都是一个simulator对象，都需要去进行计算，他们就像在服务器中排队的一个个计算任务，每一个节点都有一个唯一的编号，在Sentaurus中用@node@表示某一节点的编号，两个@中间的内容代表变量。在Sentaurus中有一个小型的作业调度工具gjob，类似于服务器中的slurm或者lsf作业调度系统，负责提交调度这些simulator。每一行从左到右执行一次，就代表完成了一次对应参数组合下的实验。界面中一共有多少行，就代表一共存在多少组独立的实验。因此在Sentaurus中进行仿真时，整体上存在以下两个步骤，在Tool Flow中搭建编写好了各个工具的输入文件后，

1. Sentaurus Workbench预处理程序基于Tool Flow中的input文件为每个节点生成参数化后替换好的input文件。
2. Sentaurus为每个节点生成一个simulator，点击执行后，gjob就去做调度完成模拟过程

Sentaurus为每个节点的输入输出文件设置了统一的命名规则，为n@node@_<tool_acronym>.extension或n@node@_<tool_acronym>.extension，其中@node@在不同的节点中会替换为对应的编号。<tool_acronym>为工具的首字母缩略词。比如SDE工具下面第21个节点的输入文件，命名就为n21_dvs.cmd。

下面这几个文件类型在Sentaurus仿真中都经常出现。节点中的cmd文件是预处理后的input文件，plt文件储存了器件终端（源、漏、栅，MOSFET实际上就是一个三端子器件）的变量信息，tdr是Sentaurus中的核心文件，包含了器件中各个物理场的信息，比如器件的材料与结构、掺杂分布、边界条件、网格、电流电压场等等。par文件用于提供SDEVICE仿真中相关的物理模型参数，Sentaurus自带了许多默认材料参数，对应一系列的par文件，我们也可以定义自己的par文件来更改对应物理模型的参数。

程序=算法+数据结构，Sentaurus的运行逻辑也是这样，一步一步的模拟过程，实际上就是这一堆数据（比如.tdr文件）的传递过程，在对应节点按照算法（.cmd文件）对这些数据进行计算处理，自己写一个仿真程序实际上也是这种过程的简陋版。Sentaurus也提供了一系列的后处理程序，比如Sentaurus Visual，Tecplot SV，Inspect等，把生成的.tdr或者.plt数据文件用对应程序打开，就可以按照预置好的接口对这些数据进行可视化和后处理了。