电子器件的三维可视化显示方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种电子器件的三维可视化显示方法及系统，该方法包括：对电子器件的结构和/或电学特性进行模拟，得到第一可视化数据，其中，所述电子器件包括半导体器件和/或集成电路，所述第一可视化数据包括所述电子器件的三维网格位置信息和/或格点上物理量；将所述第一可视化数据中的三维网格位置信息和/或格点上物理量按照数据类型转换为适于进行虚拟三维显示的第二可视化数据；将所述第二可视化数据在虚拟空间中渲染，以在所述虚拟空间显示所述电子器件的结构和/或物理量。在本发明专利技术中，可以将三维半导体器件或集成电路直观呈现在三维虚拟空间中，并且使得该三维操作空间不受显示屏幕尺寸的限制。

【技术实现步骤摘要】
电子器件的三维可视化显示方法及系统
本专利技术涉及半导体器件和集成电路的计算机辅助设计领域，具体而言，涉及一种电子器件的三维可视化显示方法及系统。
技术介绍
近年来，当单个晶体管的尺寸接近原子极限时，摩尔定律正在放缓。由此，三维集成电路正利用三维来解决缩放方面的挑战。即，将晶体管的几何形状从2D更改为3D或垂直堆叠平面电路。当技术节点从微米缩小到纳米时，MOSFET的设计已经从平面FET演变为FinFET和堆叠纳米片FET。例如，现有的具有92层功能结构的3DV-NAND存储器，像是纳米级的摩天大楼。此外，如图1所示，通过堆叠硅晶片或管芯并将它们垂直互连来制造3D集成电路，与平面布局相比，3D集成电路具有明显的优势，例如，更高的设备密度，更短的互连和更低的功耗。但是，现有的TCAD工具不能满足三维半导体器件和集成电路设计的复杂性。例如，在使用现有TCAD工具时，设备工程师必须继续用鼠标拖动和旋转半导体器件才能在2D屏幕上查看其结构。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种电子器件的三维可视化显示方法及系统，以至少解决相关技术中现有的TCAD工具不能满足三维半导体器件和集成电路设计的复杂性的问题。根据本专利技术的一个实施例，提供了一种电子器件的三维可视化显示方法，该方法包括：对电子器件的结构和/或电学特性进行模拟，得到第一可视化数据，其中，所述电子器件包括半导体器件和/或集成电路，所述第一可视化数据包括所述电子器件的三维网格位置信息和/或格点上物理量；将所述第一可视化数据中的三维网格位置信息和/或格点上物理量按照数据类型转换为适于进行虚拟三维显示的第二可视化数据；将所述第二可视化数据在虚拟空间中渲染，以在所述虚拟空间中显示所述电子器件的结构和/或物理量。可选地，将所述第一可视化数据中的三维网格位置信息和/或格点上物理量按照数据类型转换为适于进行虚拟三维显示的第二可视化数据，包括以下至少之一：对于所述第一可视化数据中的几何体，根据所述半导体器件/集成电路的几何尺寸和材料性质进行数据转换，生成三维网格和材质贴图；对于所述第一可视化数据中的等值面进行数据转换，生成三维标量场的等值面；对于所述第一可视化数据中的等值线，在指定的二维剖面上做三维标量场的等值线；对于所述第一可视化数据中的热图，在指定的二维剖面上做三维标量场的热图；对于所述第一可视化数据中的流线簇，使用流守恒原理和流通量生成三维矢量场的流线簇；对于所述第一可视化数据中密度类和流体类的物理量，转换为用可视化工具中的粒子系统呈现；对于所述第一可视化数据中材料的声子振动模，转换为用晶胞中原子的简谐振动呈现；对于所述第一可视化数据中材料的费米面，转换为采用第一布里渊区的封闭曲面呈现；对于所述第一可视化数据中材料的三维能带，转换为用第一布里渊区的多重曲面呈现；对于所述第一可视化数据中波函数的振幅和相位，转换为用分布在空间点阵上的简谐振子呈现。可选地，在将所述第一可视化数据中的三维网格位置信息和/或格点上物理量按照数据类型转换为适于进行虚拟三维显示的第二可视化数据之前，所述方法还包括：将所述第一可视化数据进行储存，存储的所述第一可视化数据的数据格式包括以下至少之一：有限元非均匀格点、有限差分均匀格点、三维像素格点；其中，存储的所述第一可视化数据的文件格式包括以下至少之一：二进制文件，ASCII文本文件。可选地，在所述虚拟空间中显示所述电子器件的结构和/或物理量，包括至少以下之一：将所述电子器件的结构和/或物理量按工艺步骤在所述虚拟空间进行显示；将所述电子器件的结构和/或物理量按时序演化顺序在所述虚拟空间进行显示；将所述电子器件的结构和/或物理量按不同工艺步骤或不同时序演化顺序的差异部分在所述虚拟空间进行显示；将所述电子器件的结构和/或物理量中用户所选择的部分在所述虚拟空间进行显示。可选地，在所述虚拟空间中显示所述电子器件的结构和/或物理量之后，所述方法还包括：获取用户对显示的所述电子器件进行的操作指令；根据所述操作指令对显示的所述电子器件的结构和/或物理量进行改变。可选地，根据所述操作指令对显示的所述电子器件的结构和/或物理量进行改变，包括以下至少之一：改变虚拟显示的所述电子器件的几何尺寸和/或形状；改变虚拟显示的所述电子器件的半导体材料的掺杂浓度和/或掺杂分布；改变虚拟显示的所述电子器件的材料性质，其中，所述材料性质包括以下至少之一：半导体材料的迁移率、应力或电子-空穴复合率；金属材料的电阻率或功函数；绝缘材料的介电常数；改变虚拟显示的所述电子器件的三维连接方式；连续调节虚拟显示的所述电子器件的门电压或偏压；添加或删除虚拟显示的所述电子器件的一种或多种半导体材料。可选地，所述操作指令包括以下至少之一：所述用户的手势、眼睛运动、语音、面部表情、或头部运动，或者所述用户操作虚拟激光指示器产生的指令，或者所述用户操作红外手柄产生的指令。可选地，其中，在本地服务器、或远程服务器、或在云上对所述半导体器件/集成电路的结构特性和/或电学特性进行模拟以生成所述第一可视化数据。可选地，在所述虚拟空间中显示所述电子器件的结构和/或物理量之后，所述方法还包括：获取一个或多个用户在现实或虚拟空间对显示的所述电子器件的操作指令；根据所述操作指令生成第三可视化数据；根据所述第三可视化数据将所述一个或多个用户在现实或虚拟空间对所述电子器件的操作结果呈现给位于同一或不同现实或虚拟空间中的其他用户。可选地，在所述虚拟空间中显示所述电子器件的结构和/或物理量之后，所述方法还包括：获取用户使用虚拟工具对显示的所述电子器件进行的标识，并存储标识内容。可选地，在显示虚拟的所述电子器件的结构和/或物理量之后，所述方法还包括：获取所述虚拟的电子器件的图像信息；将所述图像信息上传到社交平台或通过电子邮件进行分享。可选地，所述电子器件的物理量包括以下至少之一：掺杂浓度、电荷密度、电流密度、能带边缘、准费米能级、静电势、电场、迁移率、应力、热。根据本专利技术的另一个实施例，提供了一种电子器件的三维可视化显示系统，该系统包括：计算引擎，用于对电子器件的结构和/或电学特性进行模拟，得到第一可视化数据，其中，所述电子器件包括半导体器件和/或集成电路，所述第一可视化数据包括所述电子器件的三维网格位置信息和/或格点上物理量；数据转换单元，用于将所述第一可视化数据中的三维网格位置信息和/或格点上物理量按照数据类型转换为适于进行虚拟三维显示的第二可视化数据；可视化工具，用于将所述第二可视化数据在所述虚拟空间中渲染，以在所述虚拟空间中显示所述电子器件的结构和/或物理量。可选地，所述系统还包括：传感器或摄像头，用于获取用户对虚拟显示的所述电子器件进行操作的操作指令。可选地，所述操作指令包括以下至少之一：所述用户的手势、眼睛运动、语音、面部表情、或头部运动产生的指令，或者所述用户操作虚拟激光指示器产生的指令，或者所述用户操作红外手柄产生的指令。可选地，所述计算引擎包括以下至少之一：材料仿真计算引擎、半导体工艺器件仿真计算引擎、电路仿真计本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电子器件的三维可视化显示方法，其特征在于，包括：/n对电子器件的结构和/或电学特性进行模拟，得到第一可视化数据，其中，所述电子器件包括半导体器件和/或集成电路，所述第一可视化数据包括所述电子器件的三维网格位置信息和/或格点上物理量；/n将所述第一可视化数据中的三维网格位置信息和/或格点上物理量按照数据类型转换为适于进行虚拟三维显示的第二可视化数据；/n将所述第二可视化数据在虚拟空间中渲染，以在所述虚拟空间中显示所述电子器件的结构和/或物理量。/n

【技术特征摘要】
1.一种电子器件的三维可视化显示方法，其特征在于，包括：
对电子器件的结构和/或电学特性进行模拟，得到第一可视化数据，其中，所述电子器件包括半导体器件和/或集成电路，所述第一可视化数据包括所述电子器件的三维网格位置信息和/或格点上物理量；
将所述第一可视化数据中的三维网格位置信息和/或格点上物理量按照数据类型转换为适于进行虚拟三维显示的第二可视化数据；
将所述第二可视化数据在虚拟空间中渲染，以在所述虚拟空间中显示所述电子器件的结构和/或物理量。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述第一可视化数据中的三维网格位置信息和/或格点上物理量按照数据类型转换为适于进行虚拟三维显示的第二可视化数据，包括以下至少之一：
对于所述第一可视化数据中的几何体，根据所述半导体器件/集成电路的几何尺寸和材料性质进行数据转换，生成三维网格和材质贴图；
对于所述第一可视化数据中的等值面进行数据转换，生成三维标量场的等值面；
对于所述第一可视化数据中的等值线，在指定的二维剖面上做三维标量场的等值线；
对于所述第一可视化数据中的热图，在指定的二维剖面上做三维标量场的热图；
对于所述第一可视化数据中的流线簇，使用流守恒原理和流通量生成三维矢量场的流线簇；
对于所述第一可视化数据中密度类和流体类的物理量，转换为用可视化工具中的粒子系统呈现；
对于所述第一可视化数据中材料的声子振动模，转换为用晶胞中原子的简谐振动呈现；
对于所述第一可视化数据中材料的费米面，转换为采用第一布里渊区的封闭曲面呈现；
对于所述第一可视化数据中材料的三维能带，转换为用第一布里渊区的多重曲面呈现；
对于所述第一可视化数据中波函数的振幅和相位，转换为用分布在空间点阵上的简谐振子呈现。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在将所述第一可视化数据中的三维网格位置信息和/或格点上物理量按照数据类型转换为适于进行虚拟三维显示的第二可视化数据之前，所述方法还包括：
将所述第一可视化数据进行储存，存储的所述第一可视化数据的数据格式包括以下至少之一：有限元非均匀格点、有限差分均匀格点、三维像素格点；其中，存储的所述第一可视化数据的文件格式包括以下至少之一：二进制文件，ASCII文本文件。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述虚拟空间中显示所述电子器件的结构和/或物理量，包括至少以下之一：
将所述电子器件的结构和/或物理量按工艺步骤在所述虚拟空间进行显示；
将所述电子器件的结构和/或物理量按时序演化顺序在所述虚拟空间进行显示；
将所述电子器件的结构和/或物理量按不同工艺步骤或不同时序演化顺序的差异部分在所述虚拟空间进行显示；
将所述电子器件的结构和/或物理量中用户所选择的部分在所述虚拟空间进行显示。


5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述虚拟空间中显示所述电子器件的结构和/或物理量之后，所述方法还包括：
获取用户对显示的所述电子器件进行的操作指令；
根据所述操作指令对显示的所述电子器件的结构和/或物理量进行改变。


6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据所述操作指令对显示的所述电子器件的结构和/或物理量进行改变，包括以下至少之一：
改变虚拟显示的所述电子器件的几何尺寸和/或形状；
改变虚拟显示的所述电子器件的半导体材料的掺杂浓度和/或掺杂分布；
改变虚拟显示的所述电子器件的材料性质，其中，所述材料性质包括以下至少之一：半导体材料的迁移率、应力或电子-空穴复合率；金属材料的电阻率或功函数；绝缘材料的介电常数；
改变虚拟显示的所述电子器件的三维连接方式；
连续调节虚拟显示的所述电子器件的门电压或偏压；
添加或删除虚拟显示的所述电子器件的一种或多种半导体材料。


7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱煜，吴振华，
申请(专利权)人：众妙之门深圳科技有限公司，吴振华，
类型：发明
国别省市：广东;44