SILVACO工藝仿真ppt課件

1、電子設(shè)計自動化電子設(shè)計自動化 第4章 工藝及器件仿真SILVACO TCAD電子設(shè)計自動化電子設(shè)計自動化 第4章 工藝及器件仿真SILVACO TCADTCAD:半導(dǎo)體工藝和器件的計算機輔助設(shè)計軟件。目前有三種：1、TSUPREM-4和MEDICI。2、ISE公司。2、SIVACO TCAD。電子設(shè)計自動化電子設(shè)計自動化 第4章 工藝及器件仿真SILVACO TCADSIVACO TCAD簡介：SIVACO TCAD套件被遍及全球的半導(dǎo)體廠家用于半導(dǎo)體器件和集成電路的研討和開發(fā)、測試和消費過程中。Virtual Wafer Fab是TCAD綜合環(huán)境。電子設(shè)計自動化電子設(shè)計自動化 第4章 工藝及

2、器件仿真SILVACO TCADSIVACO TCAD 的組成：1、 DeckBuild實時運轉(zhuǎn)環(huán)境；2、DevEdit2D/3D構(gòu)造和網(wǎng)格編輯器；3、Athena是專業(yè)的工藝仿真系統(tǒng)；4、Atlas器件仿真系統(tǒng)；電子設(shè)計自動化電子設(shè)計自動化 第4章 工藝及器件仿真SILVACO TCAD5、Mercury是快速器件仿真系統(tǒng)；6、MaskViews幅員編輯器；7、TonyPlot 1D/2D 交互式可視運用程序；8、TonyPlot 3D交互式可視運用程序；電子設(shè)計自動化電子設(shè)計自動化 第4章 工藝及器件仿真SILVACO TCADAthena是專業(yè)的工藝仿真系統(tǒng)簡介： 工藝模擬軟件ATHEN

3、A 能協(xié)助 工藝開發(fā)工程師開發(fā)和優(yōu)化半導(dǎo)體制造工藝。ATHENA提供一個易于運用，模塊化的，可擴展的平臺?？捎糜谀M離子注入，分散，刻蝕，淀積，以及半導(dǎo)體材質(zhì)的氧化。它經(jīng)過模擬取代了耗費本錢的硅片實驗，可縮短開發(fā)周期和提高廢品率。一切關(guān)鍵制造步驟的快速準確的模擬，包括CMOS，bipolar，SiGe，SOI，III-V，光電子學以及功率器件技術(shù)。電子設(shè)計自動化電子設(shè)計自動化 第4章 工藝及器件仿真SILVACO TCADAtlas器件仿真系統(tǒng)：1、S-Pisces2D/Device 3D器件仿真器；2、TFT2D/3D高級器件技術(shù)仿真器；3、FERRO鐵電場依賴性介電模型;4、Blaze/B

4、laze3D高級資料制造的器件仿真；5、LASER半導(dǎo)體激光二極管仿真器；6、VCSEL垂直共振腔面射型激光仿真；電子設(shè)計自動化電子設(shè)計自動化 第4章 工藝及器件仿真SILVACO TCADAtlas器件仿真系統(tǒng)：7、Luminous2D/3D高級器件仿真器；8、MixedMode2D/3D電路仿真器；9、Giga2D/3D器件仿真器;10、Quantum器件仿真器；11、Noise信號仿真器；電子設(shè)計自動化電子設(shè)計自動化 第4章 工藝及器件仿真SILVACO TCADAtlas器件仿真系統(tǒng)-S-Pisces2D器件仿真器： 運用于合并了漂流分散和能量平衡傳輸方程的硅化技術(shù)。它擁有大量的可用物

5、理模型集合，包括外表/體積遷移率、復(fù)合、碰撞電離和隧道模型等。典型的運用包括MOS,雙極和BiCMOS技術(shù)。一切物理模型的性能已被擴展到深亞微米器件、SOI器件和非易失性存貯器構(gòu)造等。它也可計算一切可丈量的電學參數(shù)。對于MOS技術(shù)，這些參數(shù)包括門極和漏極特性，亞閾值漏電，襯底電流和穿通電壓。而雙極技術(shù)那么可預(yù)測Gummel圖和飽和曲線。其他可計算的特性包括擊穿行為、紐結(jié)和突返效應(yīng)、CMOS閂鎖效應(yīng)、低溫暖高溫操作、AC參數(shù)和本征開關(guān)時間。電子設(shè)計自動化電子設(shè)計自動化 第4章 工藝及器件仿真SILVACO TCADTFT2D/3D高級器件技術(shù)仿真器： TFT2D/3D是一個高級器件技術(shù)仿真器，其

6、物理模型和公用數(shù)字技術(shù)是模擬非晶體或包括薄膜晶體管在內(nèi)的多晶硅器件所必需的。它的特殊運用包括大面積電子顯示和太陽能電池。TFT2D/3D建模非晶體資料帶隙里的缺陷態(tài)分布的電學效應(yīng)。用戶可規(guī)定活化能，以及捕捉電子和空穴的截面或壽命。用戶也可修正遷移率模型、碰撞電離和帶間隧道效應(yīng)等，從而準確地預(yù)測器件性能。電子設(shè)計自動化電子設(shè)計自動化 第4章 工藝及器件仿真SILVACO TCADFERRO鐵電場依賴性介電模型： FERRO經(jīng)開發(fā)結(jié)合了FET的電荷層模型和描畫鐵電薄膜的麥克斯韋第一方程。此模型可以準確地預(yù)測這些器件的靜態(tài)I-V行為和瞬態(tài)與小信號方式中的動態(tài)呼應(yīng)。FERRO被作為S-Pisces和B

7、laze器件仿真器的一個選項模塊運用。其無縫集成為戶提供了SPisces或Blaze的全部性能，通用于各種技術(shù)。電子設(shè)計自動化電子設(shè)計自動化 第4章 工藝及器件仿真SILVACO TCADBlaze/Blaze3D高級資料制造的器件仿真 可仿真運用高級資料制造的器件。它有一個化合物半導(dǎo)體庫，包括了三元和四元資料。Blaze/Blaze3D的內(nèi)置模型可用于漸變和突變的異質(zhì)結(jié)，并且仿真如MESFETS、HEMT和HBT的構(gòu)造。它可仿真一切可丈量的DC、AC和瞬態(tài)器件特性。可計算的DC特性包括閾值電壓、增益、走漏、穿通電壓和擊穿行為?？捎嬎愕腞F特性包括分界頻率，s、y、h、z參數(shù)，最大可用增益，最

8、大穩(wěn)定增益，最大振蕩頻率和剛性系數(shù)。電子設(shè)計自動化電子設(shè)計自動化 第4章 工藝及器件仿真SILVACO TCADLASER半導(dǎo)體激光二極管仿真器： Laser是世界上第一個用于半導(dǎo)體激光二極管的商用仿真器。Laser在ATLAS系統(tǒng)中與Blaze一同運用，為邊緣發(fā)射Fabry-Perot型激光二極管的電學行為(DC和瞬態(tài)呼應(yīng))及光學行為提供數(shù)字處理方案。電子設(shè)計自動化電子設(shè)計自動化 第4章 工藝及器件仿真SILVACO TCADVCSEL垂直共振腔面射型激光仿真： VCSEL和ATLAS系一致同運用，為垂直共振腔面射型激光VCSEL生成基于物理的仿真。VCSEL結(jié)合復(fù)雜器件仿真以獲得電學和熱學

9、行為以及光學行為的最新技術(shù)的模型。電子設(shè)計自動化電子設(shè)計自動化 第4章 工藝及器件仿真SILVACO TCADLuminous2D/3D高級器件仿真器： 特別設(shè)計用于在非平面半導(dǎo)體器件中的光吸收和圖像生成的建模。運用幾何光線追蹤而得到用于普通光源的準確處理方案。此特征使得Luminous2D/3D可以闡明恣意拓撲、內(nèi)部和外部反射和折射，極化依賴性和偏振極化。Luminous2D/3D在ATLAS里完全無縫集成于S-Pisces和Blaze器件仿真器、以及其它ATLAS器件技術(shù)模塊。電子設(shè)計自動化電子設(shè)計自動化 第4章 工藝及器件仿真SILVACO TCADMixedMode2D/3D電路仿真器

10、： 在簡化分析模型之外，它還包括基于物理的器件。當沒有準確的簡化模型，或者有重要位置的器件必需用很高的精度來仿真時，它會運用基于物理的器件。基于物理的器件可用ATLAS產(chǎn)品的組合來仿真?；谖锢淼钠骷c遵照SPICE網(wǎng)表格式的電路描畫放置在一同。MixedMode2D/3D的運用包括功率電路、高性能數(shù)字電路、精細模擬電路、高頻電路、薄膜晶體管電路以及光電電路。電子設(shè)計自動化電子設(shè)計自動化 第4章 工藝及器件仿真SILVACO TCADGiga2D/3D器件仿真器： 配合運用允許模擬部分熱效應(yīng)Giga2D/3D中的模型包括熱發(fā)生，熱流，晶格加熱，熱沉和部分溫度在物理常數(shù)上的效應(yīng)。熱學和電學物理效

11、應(yīng)經(jīng)過自恰計算耦合。Giga2D/3D是ATLAS器件仿真系統(tǒng)中一個完選集成的組件。Giga2D/3D提供一個理想的環(huán)境，用于設(shè)計和優(yōu)化那些運用MOS、雙極和混合MOS-雙極技術(shù)制造的功率器件。其他通用的運用包括靜電放電維護的特性表征，HBT, HEMT和SOI器件的設(shè)計，熱破壞分析和熱沉設(shè)計等。電子設(shè)計自動化電子設(shè)計自動化 第4章 工藝及器件仿真SILVACO TCAD量子仿真器： Quantum提供一套強大的模型用來仿真半導(dǎo)體器件中各種載流子量子限制效應(yīng)。自恰Schrodinger-Poisson解算器允許自恰半導(dǎo)體器件中靜電勢，從而計算界態(tài)能量和連帶載流子波函數(shù)。量子力矩傳輸模型可以仿真

12、量子限制造用對載流子輸運的影響。Van Dort和Hansch模型提供了對MOS器件的限制造用的半閱歷式仿真。多量子阱(MQW)提供了公用模型，用于光發(fā)射器件中的增益和自發(fā)復(fù)合。電子設(shè)計自動化電子設(shè)計自動化 第4章 工藝及器件仿真SILVACO TCAD噪聲仿真器： Noise與S-Pisces或Blaze配合運用,允許分析半導(dǎo)體器件中產(chǎn)生的小信號噪聲。Noise對于小信號噪聲準確的特性表征和靈敏度的提取是優(yōu)化電路的根底。電子設(shè)計自動化電子設(shè)計自動化 第4章 工藝及器件仿真SILVACO TCADTonyPlot 2D/3D交互式可視應(yīng)用程序交互式可視應(yīng)用程序 杰出的圖形分析工具是快速成型和開

13、發(fā)工藝及器件設(shè)計之關(guān)鍵所在 共用的可視工具貫穿Silvaco TCAD一切產(chǎn)品 提供完好的性能用于查看和分析仿真器輸出結(jié)果 電子設(shè)計自動化電子設(shè)計自動化 第4章 工藝及器件仿真SILVACO TCAD命令講解：命令講解：1、調(diào)用命令：、調(diào)用命令：go athenago atlas 電子設(shè)計自動化電子設(shè)計自動化 第4章 工藝及器件仿真SILVACO TCAD命令講解：命令講解：2、網(wǎng)格命令：、網(wǎng)格命令：line x loc=0.00 spac=0.10line x loc=0.2 spac=0.01line x loc=0.6 spac=0.01#line y loc=0.00 spac=0.0

14、08line y loc=0.2 spac=0.001line y loc=0.5 spac=0.05line y loc=0.8 spac=0.15電子設(shè)計自動化電子設(shè)計自動化 第4章 工藝及器件仿真SILVACO TCAD命令講解：命令講解：3、定義初始襯底命令：、定義初始襯底命令：#initial silicon structure with orientationinit silicon c.boron=1.0e14 orientation =100 two.d 電子設(shè)計自動化電子設(shè)計自動化 第4章 工藝及器件仿真SILVACO TCAD命令講解：命令講解：4、存儲中間結(jié)果命令：、存儲

15、中間結(jié)果命令：struct outfile=history12.str 電子設(shè)計自動化電子設(shè)計自動化 第4章 工藝及器件仿真SILVACO TCAD命令講解：命令講解：5、柵氧化命令：、柵氧化命令：#gate oxidationdiffus time=11 temp=950 dryo2 press=1.0 hcl.pc=3 電子設(shè)計自動化電子設(shè)計自動化 第4章 工藝及器件仿真SILVACO TCAD命令講解：命令講解：6、參數(shù)提取：、參數(shù)提?。篹xtract name=Gateoxide thickness material=Sio2 mat.occno=1 x.val=0.3 電子設(shè)計自動化

16、電子設(shè)計自動化 第4章 工藝及器件仿真SILVACO TCAD命令講解：命令講解：7、離子注入：、離子注入：#threshold Voltage Adjust Implantimplant boron dose=9.5e11 energy=10 crystal 電子設(shè)計自動化電子設(shè)計自動化 第4章 工藝及器件仿真SILVACO TCAD命令講解：命令講解：8、淀積命令：、淀積命令：#Conformal Polysilicon Depositiondeposit polysilicon thick=0.2 division=10 電子設(shè)計自動化電子設(shè)計自動化 第4章 工藝及器件仿真SILVACO

17、 TCAD命令講解：命令講解：9、刻蝕命令：、刻蝕命令：#poly definationetch polysilicon left p1.x=0.35 電子設(shè)計自動化電子設(shè)計自動化 第4章 工藝及器件仿真SILVACO TCAD命令講解：命令講解：10、多晶氧化命令：、多晶氧化命令：#polysilicon oxidationmethod fermi compressdiffus time=3 temp=900 weto2 press=1.00 電子設(shè)計自動化電子設(shè)計自動化 第4章 工藝及器件仿真SILVACO TCAD命令講解：命令講解：11、磷摻雜命令：、磷摻雜命令：#polysilico

18、n dopingimplant phosphor dose=3e13 energy=20 crystal 電子設(shè)計自動化電子設(shè)計自動化 第4章 工藝及器件仿真SILVACO TCAD命令講解：命令講解：12、邊墻氧化層淀積命令：、邊墻氧化層淀積命令：#Space Oxide Deposationdeposit oxide thick=0.12 divisions =10 電子設(shè)計自動化電子設(shè)計自動化 第4章 工藝及器件仿真SILVACO TCAD命令講解：命令講解：13、邊墻形成命令：、邊墻形成命令：#Spacer oxide Etchetch oxide thick=0.12 電子設(shè)計自動化

19、電子設(shè)計自動化 第4章 工藝及器件仿真SILVACO TCAD命令講解：命令講解：14、源漏注入命令：、源漏注入命令：#Source/Drain implantimplant Arsenic dose=5e15 energy=50 crystal 電子設(shè)計自動化電子設(shè)計自動化 第4章 工藝及器件仿真SILVACO TCAD命令講解：命令講解：15、快速退火命令：、快速退火命令：#Source/Drain annealingmethod fermidiffus time=1 temp=900 nitro press=1.00 電子設(shè)計自動化電子設(shè)計自動化 第4章 工藝及器件仿真SILVACO T

20、CAD命令講解：命令講解：16、開接觸窗口命令：、開接觸窗口命令：#open contect windowsetch oxide left p1.x=0.2 電子設(shè)計自動化電子設(shè)計自動化 第4章 工藝及器件仿真SILVACO TCAD命令講解：命令講解：17、金屬鋁淀積命令：、金屬鋁淀積命令：#Aluminum Depositiondeposit aluminum thick=0.03 division=2 電子設(shè)計自動化電子設(shè)計自動化 第4章 工藝及器件仿真SILVACO TCAD命令講解：命令講解：18、金屬鋁刻蝕命令：、金屬鋁刻蝕命令：#etch Aluminum Depositione

21、tch aluminum right p1.x=0.18 電子設(shè)計自動化電子設(shè)計自動化 第4章 工藝及器件仿真SILVACO TCAD命令講解：命令講解：19、金屬鋁刻蝕命令：、金屬鋁刻蝕命令：#etch Aluminum Depositionetch aluminum right p1.x=0.18 電子設(shè)計自動化電子設(shè)計自動化 第4章 工藝及器件仿真SILVACO TCAD命令講解：命令講解：20、提取結(jié)深命令：、提取結(jié)深命令：#extract juncation deepthextract name=nxj xj material=silicon mat.occno=1 x.val=0.

22、2 junc.occno=1 電子設(shè)計自動化電子設(shè)計自動化 第4章 工藝及器件仿真SILVACO TCAD命令講解：命令講解：21、提取、提取N+源漏方塊電阻命令：源漏方塊電阻命令：#extract sheet resextract name=n+ sheet res sheet.res material=silicon mat.occno=1 x.val=0.05 region.occno=1 電子設(shè)計自動化電子設(shè)計自動化 第4章 工藝及器件仿真SILVACO TCAD命令講解：命令講解：22、提取邊墻方塊電阻命令：、提取邊墻方塊電阻命令：#extract LDD sheet resextr

23、act name=LDD sheet res sheet.res material=silicon mat.occno=1 x.val=0.3 region.occno=1 電子設(shè)計自動化電子設(shè)計自動化 第4章 工藝及器件仿真SILVACO TCAD命令講解：命令講解：23、提取閾值電壓命令：、提取閾值電壓命令：#extract 1DVTextract name=1dvt 1dvt ntype x.val=0.5 qss=1e10 電子設(shè)計自動化電子設(shè)計自動化 第4章 工藝及器件仿真SILVACO TCAD命令講解：命令講解：24、復(fù)制結(jié)構(gòu)命令：、復(fù)制結(jié)構(gòu)命令：struct mirror right 電子設(shè)計自動化電子設(shè)計自動化 第4章 工藝及器件仿真SILVACO TCAD命令講解：命令講解：25、設(shè)置電極命令：、設(shè)置電極命令：#set electrodeelectrode name=source x=0.1electrode name=drain x=1.1electrode name=gate x=0.6electrode name=backside backside電子設(shè)計自動化電子設(shè)計自動化 第4章 工藝及器件仿真SILVACO TCAD命令講解：命令講解：26、ALTAS讀入器件結(jié)構(gòu)命