SILVACO工藝仿真課件

TCAD:半導體工藝和器件的計算機輔助設計軟件。目前有三種：1）、TSUPREM-4和MEDICI。2）、ISE公司。2）、SIVACOTCAD。SIVACOTCAD簡介：SIVACOTCAD套件被遍布全球的半導體廠家用于半導體器件和集成電路的研究和開發(fā)、測試和生產(chǎn)過程中。VirtualWaferFab是TCAD綜合環(huán)境。5）、Mercury是快速器件仿真系統(tǒng)；6）、MaskViews版圖編輯器；7）、TonyPlot1D/2D交互式可視應用程序；8）、TonyPlot3D交互式可視應用程序；Athena是專業(yè)的工藝仿真系統(tǒng)簡介：

工藝模擬軟件ATHENA能幫助工藝開發(fā)工程師開發(fā)和優(yōu)化半導體制造工藝。ATHENA提供一個易于使用，模塊化的，可擴展的平臺?？捎糜谀M離子注入，擴散，刻蝕，淀積，以及半導體材質(zhì)的氧化。它通過模擬取代了耗費成本的硅片實驗，可縮短開發(fā)周期和提高成品率。所有關(guān)鍵制造步驟的快速精確的模擬，包括CMOS，bipolar，SiGe，SOI，III-V，光電子學以及功率器件技術(shù)。Atlas器件仿真系統(tǒng)：1）、S-Pisces2D/Device3D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/Blaze3D高級材料制作的器件仿真；5）、LASER半導體激光二極管仿真器；6）、VCSEL垂直共振腔面射型激光仿真；Atlas器件仿真系統(tǒng)---S-Pisces2D器件仿真器：應用于合并了漂流擴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理模型集合，包括表面/體積遷移率、復合、碰撞電離和隧道模型等。典型的應用包括MOS,雙極和BiCMOS技術(shù)。所有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結(jié)構(gòu)等。它也可計算所有可測量的電學參數(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)則可預測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、CMOS閂鎖效應、低溫和高溫操作、AC參數(shù)和本征開關(guān)時間。TFT2D/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，其物理模型和專用數(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。它的特殊應用包括大面積電子顯示和太陽能電池。TFT2D/3D建模非晶體材料帶隙里的缺陷態(tài)分布的電學效應。用戶可規(guī)定活化能，以及捕捉電子和空穴的截面或壽命。用戶也可修改遷移率模型、碰撞電離和帶間隧道效應等，從而精確地預測器件性能。FERRO鐵電場依賴性介電模型：

FERRO經(jīng)開發(fā)結(jié)合了FET的電荷層模型和描述鐵電薄膜的麥克斯韋第一方程。此模型可以精確地預測這些器件的靜態(tài)I-V行為和瞬態(tài)與小信號模式中的動態(tài)響應。FERRO被作為S-Pisces和Blaze器件仿真器的一個選項模塊使用。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)。LASER半導體激光二極管仿真器：

Laser是世界上第一個用于半導體激光二極管的商用仿真器。Laser在ATLAS系統(tǒng)中與Blaze一起使用，為邊緣發(fā)射Fabry-Perot型激光二極管的電學行為(DC和瞬態(tài)響應)及光學行為提供數(shù)字解決方案。VCSEL垂直共振腔面射型激光仿真：VCSEL和ATLAS系統(tǒng)一起使用，為垂直共振腔面射型激光（VCSEL）生成基于物理的仿真。VCSEL結(jié)合復雜器件仿真以取得電學和熱學行為以及光學行為的最新技術(shù)的模型。Luminous2D/3D高級器件仿真器：特別設計用于在非平面半導體器件中的光吸收和圖像生成的建模。使用幾何光線追蹤而得到用于一般光源的準確解決方案。此特征使得Luminous2D/3D能夠說明任意拓撲、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。Giga2D/3D器件仿真器：配合使用允許模擬局部熱效應Giga2D/3D中的模型包括熱發(fā)生，熱流，晶格加熱，熱沉和局部溫度在物理常數(shù)上的效應。熱學和電學物理效應通過自恰計算耦合。Giga2D/3D是ATLAS器件仿真系統(tǒng)中一個完全集成的組件。Giga2D/3D提供一個理想的環(huán)境，用于設計和優(yōu)化那些使用MOS、雙極和混合MOS-雙極技術(shù)制造的功率器件。其他通用的應用包括靜電放電保護的特性表征，HBT,HEMT和SOI器件的設計，熱破壞分析和熱沉設計等。量子仿真器：Quantum提供一套強大的模型用來仿真半導體器件中各種載流子量子限制效應。自恰Schrodinger-Poisson解算器允許自恰半導體器件中靜電勢，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量子限制作用對載流子輸運的影響。VanDort和Hansch模型提供了對MOS器件的限制作用的半經(jīng)驗式仿真。多量子阱(MQW)提供了專用模型，用于光發(fā)射器件中的增益和自發(fā)復合。噪聲仿真器：Noise與S-Pisces或Blaze配合使用,允許分析半導體器件中產(chǎn)生的小信號噪聲。Noise對于小信號噪聲精確的特性表征和靈敏度的提取是優(yōu)化電路的基礎。命令講解：1、調(diào)用命令：goathenagoatlas

命令講解：2、網(wǎng)格命令：linexloc=0.00spac=0.10linexloc=0.2spac=0.01linexloc=0.6spac=0.01#lineyloc=0.00spac=0.008lineyloc=0.2spac=0.001lineyloc=0.5spac=0.05lineyloc=0.8spac=0.15

命令講解：3、定義初始襯底命令：#initialsiliconstructurewith<100>orientationinitsiliconc.boron=1.0e14orientation=100two.d

命令講解：5、柵氧化命令：#gateoxidationdiffustime=11temp=950dryo2press=1.0hcl.pc=3

命令講解：6、參數(shù)提?。篹xtractname="Gateoxide"thicknessmaterial="Sio~2"mat.occno=1x.val=0.3

命令講解：9、刻蝕命令：#polydefinationetchpolysiliconleftp1.x=0.35

命令講解：10、多晶氧化命令：#polysiliconoxidationmethodfermicompressdiffustime=3temp=900weto2press=1.00

命令講解：11、磷摻雜命令：#polysilicondopingimplantphosphordose=3e13energy=20crystal

命令講解：12、邊墻氧化層淀積命令：#SpaceOxideDeposationdepositoxidethick=0.12divisions=10

命令講解：13、邊墻形成命令：#SpaceroxideEtchetchoxidethick=0.12

命令講解：14、源漏注入命令：#Source/DrainimplantimplantArsenicdose=5e15energy=50crystal

命令講解：15、快速退火命令：#Source/Drainannealingmethodfermidiffustime=1temp=900nitropress=1.00

命令講解：16、開接觸窗口命令：#opencontectwindowsetchoxideleftp1.x=0.2

命令講解：17、金屬鋁淀積命令：#AluminumDepositiondepositaluminumthick=0.03division=2

命令講解：18、金屬鋁刻蝕命令：#etchAluminumDepositionetchaluminumrightp1.x=0.18

命令講解：19、金屬鋁刻蝕命令：#etchAluminumDepositionetchaluminumrightp1.x=0.18

命令講解：20、提取結(jié)深命令：#extractjuncationdeepthextractname="nxj"xjmaterial="silicon"mat.occno=1x.val=0.2junc.occno=1

命令講解：21、提取N++源漏方塊電阻命令：#extractsheetresextractname="n++sheetres"sheet.resmaterial="silicon"mat.occno=1x.val=0.05region.occno=1

命令講解：22、提取邊墻方塊電阻命令：#extractLDDsheetresextractname="LDDsheetres"sheet.resmaterial="silicon"mat.occno=1x.val=0.3region.occno=1

命令講解：23、提取閾值電壓命令：#extract1DVTextractname="1dvt"1dvtntypex.val=0.5qss=1e10

命令講解：24、復制結(jié)構(gòu)命令：structmirrorright

命令講解：25、設置電極命令：#setelectrodeelectrodename=sourcex=0.1electrodename=drainx=1.1electrodename=gatex=0.6electrodename=backsidebackside

命令講解：26、ALTAS讀入器件結(jié)構(gòu)命令：

mash=infile=“nmos.str”

命令講解：26、ALTAS設置器件模型命令：

modelsrhcvtblotzmanprinttemperature=100mobilitybn.cvt=......

命令講解：26、ALTAS設置接觸命令：

contactname=gaten.poly

命令講解：27、ALTAS設置界面特性命令：

Interfaces.n=0s.p=0qf=3e10