CN107122535B - 半导体器件设计的计算机实现方法和终端设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种半导体器件设计的计算机实现方法和终端设备，包括：检测到打开器件模型设计界面的指令后加载并显示设计界面，设计界面包括层结构列表、组件列表和设计区域，其中，层结构列表包括器件模型的符号表示层和材料层，组件列表包括在层结构中使用的设计组件，设计区域用于显示器件模型的层结构和设计组件；当检测到在层结构列表中添加材料层的指令时，在设计区域显示添加的材料层，并根据材料层的排序确定器件模型的各个材料层的制备顺序；也可根据输入指令在设计区域改变半导体器件的表示方法以及材料的制作属性。

Description

半导体器件设计的计算机实现方法和终端设备

技术领域

本申请涉及半导体器件领域，尤其涉及一种半导体器件设计的计算机实现方法和终端设备。

背景技术

半导体器件用于各种电子设备中，诸如个人计算机、手机、数码相机和其他电子设备。随着计算机以及仿真技术的持续发展，仿真设计技术对半导体器件产业的发展起到了越来越重要的支持作用。而随着3D打印技术的逐渐成熟，使通过打印方式制备半导体器件成为了可能。

开发人员会可通过编程来控制3D打印半导体器件的过程，也会因电路设计需要而面对大量的打印需求，所以需要开发很多打印算法以满足每次打印需求。在控制算法的开发过程中，需要对现有打印半导体器件各层材料的算法进行各种各样的组合。因此，使用的很多打印控制算法都会重复出现，而其中使用的数据和参数有可能会不同。那么，开发人员反复编辑几乎相同的控制代码会使开发效率降低，并且在对控制代码进行检查或者对参数进行修改时会较为麻烦，也会使完成打印控制设计任务的效率变低。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供了一种半导体器件设计的计算机实现方法和终端设备，用以解决现有技术中编辑和查询3D打印半导体器件的控制代码效率低下的技术问题。

根据本申请实施例的一个方面，提供了一种半导体器件设计的计算机实现方法，包括：检测到打开器件模型设计界面的指令后加载并显示所述设计界面，所述设计界面包括层结构列表、组件列表和设计区域，其中，所述层结构列表包括所述器件模型的符号表示层和材料层，所述组件列表包括在层结构中使用的设计组件，所述设计区域用于显示所述器件模型的层结构和设计组件；当检测到在所述层结构列表中添加所述材料层的指令时，在所述设计区域显示所述添加的材料层，并根据材料层的排序确定各个材料层的制备顺序；检测针对所述符号表示层的输入指令，根据所述输入指令在所述设计区域显示所述符号表示层的设计组件以及所述设计组件与材料层之间的连接关系。

根据本申请实施例的一个方面，提供了一种终端设备，包括：处理器；用于存储处理器可执行指令的存储器；其中，所述处理器被配置为：检测到打开器件模型设计界面的指令后加载并显示所述设计界面，所述设计界面包括层结构列表、组件列表和设计区域，其中，所述层结构列表包括所述器件模型的符号表示层和材料层，所述组件列表包括在层结构中使用的设计组件，所述设计区域用于显示所述器件模型的层结构和设计组件；当检测到在所述层结构列表中添加所述材料层的指令时，在所述设计区域显示所述添加的材料层，并根据材料层的排序确定各个材料层的制备顺序；检测针对所述符号表示层的输入指令，根据所述输入指令在所述设计区域显示所述符号表示层的设计组件以及与材料层之间的连接关系。

本申请实施例的有益效果包括：在一种可视化的环境下，对半导体器件各个层结构的打印顺序和工艺步骤进行快速而便捷的设置，提高控制程序的编辑效率，同时还降低了对控制程序进行编辑和修改的技术门槛，能够使更多的开发人员参与到器件设计的工作中。

附图说明

通过以下参照附图对本申请实施例的描述，本申请的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1是本申请实施例提供的半导体器件模型设计工具的界面示意图；

图2是本申请实施例提供的半导体器件设计的计算机实现方法的流程示意图；

图3是本申请实施例提供的半导体器件设计的计算机实现方法的流程示意图；

图4是本申请实施例提供的半导体器件设计的计算机实现方法的流程示意图；

图5是本申请实施例提供的有机薄膜晶体管的器件模型设计的计算机实现方法的流程示意图。

具体实施方式

以下基于实施例对本申请进行描述，但是本申请并不仅仅限于这些实施例。在下文对本申请的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本申请。为了避免混淆本申请的实质，公知的方法、过程、流程、元件和电路并没有详细叙述。

此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。

同时，应当理解，在以下的描述中，“电路”是指由至少一个元件或子电路通过电气连接或电磁连接构成的导电回路。当称元件或电路“连接到”另一元件或称元件/电路“连接在”两个节点之间时，它可以是直接耦接或连接到另一元件或者可以存在中间元件，元件之间的连接可以是物理上的、逻辑上的、或者其结合。相反，当称元件“直接耦接到”或“直接连接到”另一元件时，意味着两者不存在中间元件。

除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

本申请实施例提供了3D打印半导体器件的控制程序进行快速编辑的方案，在一种可视化的环境下，对半导体器件各个层结构的打印顺序和工艺步骤进行快速而又便捷的设置，提高控制程序的编辑效率，同时还降低了对控制程序进行编辑和修改的技术门槛，能够使更多的开发人员参与到器件设计的工作中。可以将已完成设计的器件模型保存在器件数据库中，如果需要再次打印该器件，可以从器件数据库中直接调用该器件模型进行打印，如需要修改打印设置也可以直接对已保存的器件模型进行修改。此外，还可以在器件设计与电路设计之间进行切换，利用器件模型进一步进行电路设计，以提高开发工作的工作效率。

图1是本申请实施例提供半导体器件建模工具的设计界面示意图，该半导体器件建模工具运行在终端设备，该终端设备可以是计算机、器件开发控制台等。该半导体器件建模工具可采用常见的单机软件系统架构，并可以Web组件的形式封装各个设计组件。

设计界面1包括层结构列表11，组件列表12和设计区域13。层结构列表11中包括符号表示层和材料层；其中，符号表示层是指半导体器件所属集成电路的内部线路层；材料层是指半导体器件自身的材料结构，例如电极层、电介质层、半导体层、保护层等等。组件列表12包括在符号表示层和材料层可使用的设计组件。例如，在符号表示层使用的设计组件包括折线(Polyline)、直线(Direct Line)、圆盘(Circle)、圆垫(Pad)、文字(Text)等；在材料层使用的设计组件包括点(Dot)、矩形(Rectangle)等。显示区域13用来显示所设计的器件模型的层结构以及设计组件。

在打开该半导体器件建模工具而未开始设计时，显示区域13没有显示内容。下面对利用该半导体器件建模工具完成半导体器件设计的过程进行说明。

首先创建半导体器件的结构，通过在层结构列表中添加材料层的操作来触发添加材料层的指令。此时，在层结构列表下的材料层列表中会增加对应的材料层项目，并且在设计区域中显示所添加的材料层的设计组件。按照半导体器件结构的制备顺序依次添加对应的材料层，最终在设计区域中显示所有的材料层。

在检测到添加材料层的指令时，设计界面中显示一个与该材料层对应的参数列表。参数列表包括该材料层对应的结构参数和工艺参数。结构参数包括材料层的名称和材料类型；名称是指材料层在半导体器件结构中的名称，例如，栅极、电介质层、半导体层等等；材料类型是形成该材料层时所使用的材料。工艺参数包括液滴间距、加热时间和加热温度；液滴间距用于控制打印形成该材料层的密度；加热时间和加热温度用于控制喷墨打印后的加热处理过程，以便于材料层成型。

按照半导体器件结构添加材料层完毕之后，继续对符号表示层进行设计，利用符号表示层的设计组件构建符号表示层电路，如器件焊点、器件管脚、器件常用符号等等。用户针对符号表示层设计组件的选择操作会触发针对符号表示层的输入指令，从而在设计区域显示被输入的符号表示层设计组件以及与材料层之间的连接关系，例如在设计区域显示管脚、焊点等设计组件以及各个管脚、焊点与材料层之间的导线等。

通过上述过程即可完成半导体器件打印制备过程的建模，非常简便直观的对半导体器件各个层结构的打印顺序和工艺步骤进行设置，提高控制程序的编辑效率，同时还降低了对控制程序进行编辑和修改的技术门槛，能够使更多的开发人员参与到器件设计的工作中。

在对半导体器件进行建模设计时还可以自定义器件名称，自定义输入的器件名称会被显示在设计区域内。

此外，针对已完成材料层设计的半导体器件，可结合各个材料层之间的结构关系在显示层画出该器件模型所等效形成的电路符号，以便于利用该器件模型进行电路设计。用户选择显示层的操作可触发针对显示层的输入指令，从而根据输入指令在线路设计设计区域显示对应的电路符号。

对于设计完毕的器件模型，可将其保存在器件数据库，器件数据库用于存储已完成设计的器件模型。如果在设计过程中自定义输入了器件名称，则在器件数据库中显示自定义输入的器件名称，如果在设计过程中没有自定义输入器件名称，则在器件数据库中显示默认的名称。器件数据库可以被显示在组件列表中，也可以在组件列表之外单独显示。用户可以从器件数据库中选择器件模型，用户的选择操作会触发针对器件模型的选择指令，从而在设计区域显示被选择的器件模型。用户可进一步利用被选择的器件模型执行打印步骤，也可以利用该器件模型进行电路设计，还可以对器件模型进行修改。在对器件模型进行修改时，可以调整添加的材料层从而改变器件结构，也可以调整每个材料层的结构参数和工艺参数，从而实现对该材料层制备工艺的控制和调整，还可以对符号表示层电路进行修改，使器件模型的符号表示层电路布局更合理，更有利于实现器件功能。

该半导体器件建模工具还可以进一步包括电路设计界面，并且该电路设计界面可以和器件设计界面实现切换。用户的切换操作可触发电路设计界面和器件设计界面之间的切换指令，如果当前处于器件设计界面，在检测到切换指令后会切换至电路设计界面；反之，电路设计界面也可切换到器件设计界面。并且，在器件设计界面设计的器件，经过保存后，可以在线路设计区域内显示，而随之的等效电路也会被调入线路设计的区域内。

基于以上说明，本申请实施例提供了一种半导体器件设计的计算机实现方法，适用于终端设备，如图2所示，该方法包括以下步骤。

S20，检测到打开器件模型设计界面的指令后加载并显示设计界面，设计界面包括层结构列表、组件列表和设计区域。

S21，当检测到在层结构列表中添加材料层的指令时，在设计区域显示添加的材料层，并根据材料层的排序确定器件模型的各个材料层的制备顺序。

S22，检测针对符号表示层的输入指令，根据输入指令在设计区域显示符号表示层的设计组件以及与材料层之间的连接关系。

本实施例中，在一种可视化的环境下对半导体器件各个层结构的打印顺序和工艺步骤进行快速而又便捷的设置，提高控制程序的编辑效率，同时还降低了对控制程序进行编辑和修改的技术门槛，能够使更多的开发人员参与到器件设计的工作中。

在一个实施例中，该步骤S21进一步包括以下步骤。

S211，当检测到在层结构列表中添加材料层的指令时，显示材料层的参数列表，参数列表包括结构参数和工艺参数；

S212，接收输入的结构参数和工艺参数并根据选择指令确定材料层的尺寸，在设计区域中显示相应尺寸的材料层。

本实施例中，通过参数列表的方式实现对材料层制备工艺的控制和调整，便于开发人员进行查询和修改，有助于提高3D打印控制程序的开发效率。其中，结构参数包括材料层的名称和材料类型，工艺参数包括液滴间距、加热时间和加热温度。

在一个实施例中，如图3所示，在步骤S22之后，该半导体器件设计的计算机实现方法还可以进一步包括以下步骤。

S23，保存已设计的器件模型至器件数据库。开发人员可直接从器件数据库中调用已保存的器件模型，并可在线路设计中使用该器件模型，无需重复设计相同制备过程的器件。

S24，检测到对器件数据库保存的器件模型的选择指令时，在设计区域显示被选择的器件模型。

本实施例中，用户可利用器件数据库中已保存的器件模型打印需要的器件，也可以对保存的器件模型进行修改，从而达到快速调整器件结构或者制备工艺的效果。

在一个实施例中，步骤S22可进一步包括以下步骤。

S221，检测针对所述符号表示层的输入指令，根据第一输入指令在所述设计区域显示所述器件模型的电路符号。

S222，根据第二输入指令在所述设计区域显示所述符号表示层的设计组件和设计组件与材料层之间的连接关系。

本实施例中，在器件模型显示对应的电路符号，以便于在打印电子线路时，器件与器件之间能正确互连。

在一个实施例中，如图4所示，该半导体器件设计的计算机实现方法还可以包括以下步骤。

S25，检测到切换至电路设计界面的操作指令时，在设计区域通过符号表示层显示器件模型的等效电路。

本实施例可以在器件设计界面和电路设计界面之间进行切换，提高器件模型和电路的设计效率。

上述各实施例中的处理步骤还可以同时出现在同一个实施例中，从而在一个实施例中实现各自对应的有益效果。

下面以有机薄膜晶体管的器件模型设计为例对本申请实施例提供的半导体器件设计的计算机实现方法做进一步说明，如图5所示，该方法包括以下步骤。

S301，建立有机薄膜晶体管的器件名称并显示在设计区域。例如，建立的器件名称为“OTFT”。

S302，添加一个材料层作为OTFT的栅极，并在弹出的参数列表输入栅极的结构参数和工艺参数。

例如，结构参数包括：

名称：栅极(Gate)；材料：银(Ag)；

工艺参数包括：

液滴间距：635；加热时间：4分钟；加热温度：100℃。

S303，从组件列表中调用材料层的“矩形”设计组件并确定栅极位置和尺寸，在设计区域内的相应位置显示对应尺寸的栅极。

S304，添加一个材料层作为OTFT的电介质层，并在弹出的参数列表输入电介质层的结构参数和工艺参数。

例如，结构参数包括：

名称：电介质层(dielectric)；材料：聚对羟基苯乙稀(PVP)；

工艺参数包括：

液滴间距：635；加热时间：4分钟；加热温度：100℃。

S305，从组件列表中调用材料层的“矩形”设计组件并确定电介质层的位置和尺寸，在设计区域内的相应位置显示对应尺寸的电介质层。

S306，添加一个材料层作为OTFT的源极和漏极，并在弹出的参数列表输入源极和漏极的结构参数和工艺参数。

例如，结构参数包括：

名称：源极和漏极(Source&Drain)；材料：银(Ag)；

工艺参数包括：

液滴间距：635；加热时间：4分钟；加热温度：100℃。

S307，从组件列表中调用材料层的“矩形”设计组件并确定源极和漏极的位置和尺寸，在设计区域内的相应位置显示对应尺寸的源极和漏极。

S308，添加一个材料层作为OTFT的有机半导体层，并在弹出的参数列表输入有机半导体层的结构参数和工艺参数。

例如，结构参数包括：

名称：半导体层(semiconductor)；材料：并五苯类(tips-pentacene)；

工艺参数包括：

液滴间距：635；加热时间：4分钟；加热温度：100℃。

S309，从组件列表中调用材料层的“矩形”设计组件并确定有机半导体层的位置和尺寸，在设计区域内的相应位置显示对应尺寸的有机半导体层。

S310，选择层结构列表中的显示层，并根据材料层的结构关系在显示层画出该OTFT的电路符号。首先根据材料层的结构关系确定OTFT的具体类型，然后再画出与其类型对应的电路符号。

S311，选择层结构列表中的组件层，为OTFT添加管脚和导线，通过导线将添加的管脚分别连接到栅极、源极和漏极。

S312，将上述设计得到OTFT器件模型保存到器件数据库。

本实施例中，通过该半导体器件建模工具可直观、便捷的完成OTFT器件模型的设计并设置各个层结构的打印顺序和工艺步骤，提高控制程序的编辑效率。

此外，本申请实施例中，终端设备可以通过硬件处理器(hardware processor)来实现上述各个功能步骤。终端设备包括：处理器；用于存储处理器可执行指令的存储器；其中，处理器被配置为：检测到打开器件模型设计界面的指令后加载并显示设计界面，设计界面包括层结构列表、组件列表和设计区域，其中，层结构列表包括器件模型的符号表示层和材料层，组件列表包括在层结构中使用的设计组件，设计区域用于显示器件模型的层结构和设计组件；当检测到在层结构列表中添加材料层的指令时，在设计区域显示添加的材料层，并根据材料层的排序确定各个材料层的制备顺序；检测针对符号表示层的输入指令，根据输入指令在设计区域显示符号表示层的设计组件以及与材料层之间的连接关系。

在一个实施例中，所述当检测到在所述层结构列表中添加材料层的指令时，在设计区域显示添加的材料层包括：当检测到在层结构列表中添加材料层的指令时，显示材料层的参数列表，参数列表包括结构参数和工艺参数；接收输入的结构参数和工艺参数并根据选择指令确定材料层的尺寸，在设计区域中显示相应尺寸的材料层。

在一个实施例中，结构参数包括材料层的名称和材料类型，工艺参数包括液滴间距、加热时间和加热温度。

在一个实施例中，处理器进一步被配置为：保存已设计的器件模型至器件数据库，并可在线路设计中使用该器件模型。

在一个实施例中，处理器进一步被配置为：检测到对器件数据库保存的器件模型的选择指令时，在设计区域显示被选择的器件模型。

在一个实施例中，检测针对符号表示层的输入指令，根据输入指令在设计区域显示符号表示层的设计组件以及设计组件与材料层之间的连接关系包括：

检测针对符号表示层的输入指令，根据第一输入指令在设计区域显示器件模型的电路符号，根据第二输入指令在设计区域显示符号表示层的设计组件和设计组件与材料层之间的连接关系，以便于在打印电子线路时，器件与器件之间能正确互连。

在一个实施例中，检测到打开器件模型设计界面的指令后加载并显示设计界面之后，该处理器进一步被配置为：检测到创建器件模型名称的操作后，根据输入文本确定器件模型的名称，在设计区域显示器件模型的名称。

在一个实施例中，处理器进一步被配置为：检测到切换至电路设计界面的操作指令时，在设计区域通过符号表示层显示器件模型的等效电路。

本领域的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、装置(设备)、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、装置(设备)和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上所述仅为本申请的优选实施例，并不用于限制本申请，对于本领域技术人员而言，本申请可以有各种改动和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种半导体器件设计的计算机实现方法，其特征在于，包括：

检测到打开器件模型设计界面的指令后加载并显示所述设计界面，所述设计界面包括层结构列表、组件列表和设计区域，其中，所述层结构列表包括所述器件模型的符号表示层和材料层，所述符号表示层为半导体器件所属集成电路的内部线路层，所述材料层为构成半导体器件的材料结构，所述组件列表包括在层结构中使用的设计组件，所述设计区域用于显示所述器件模型的层结构；

当检测到在所述层结构列表中添加所述材料层的指令时，在所述设计区域显示所述添加的材料层，并根据材料层的排序确定各个材料层的制备顺序；

检测针对所述符号表示层的输入指令，根据所述输入指令在所述设计区域显示所述符号表示层的设计组件以及所述设计组件与材料层之间的连接关系；

检测到切换至电路设计界面的操作指令时，在所述设计区域通过所述符号表示层显示所述器件模型的等效电路；

其中，检测针对所述符号表示层的输入指令，根据所述输入指令在所述设计区域显示所述符号表示层的设计组件以及所述设计组件与材料层之间的连接关系包括：

检测针对所述符号表示层的输入指令，根据第一输入指令在所述设计区域显示所述器件模型的电路符号，根据第二输入指令在所述设计区域显示所述符号表示层的设计组件和设计组件与材料层之间的连接关系，以便于在打印电子线路时，器件与器件之间能正确互连。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当检测到在所述层结构列表中添加所述材料层的指令时，在所述设计区域显示所述添加的材料层包括：

当检测到在所述层结构列表中添加所述材料层的指令时，显示所述材料层的参数列表，所述参数列表包括结构参数和工艺参数；

接收输入的结构参数和工艺参数并根据选择指令确定所述材料层的尺寸，在所述设计区域中显示相应尺寸的材料层。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述结构参数包括所述材料层的名称和材料类型，所述工艺参数包括液滴间距、加热时间和加热温度。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

保存已设计的器件模型至器件数据库，并可在线路设计中使用该器件模型。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

检测到对所述器件数据库保存的器件模型的选择指令时，在所述设计区域显示所述被选择的器件模型。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，检测到打开器件模型设计界面的指令后加载并显示所述设计界面之后，所述方法还包括：

检测到创建器件模型名称的操作后，根据输入文本确定所述器件模型的名称，在所述设计区域显示所述器件模型的名称。

7.一种终端设备，其特征在于，包括：

处理器；

用于存储处理器可执行指令的存储器；

其中，所述处理器被配置为：执行如权利要求1至6任意一项所述的半导体器件设计的计算机实现方法。

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