《SILVACO工艺仿真》由会员分享，可在线阅读，更多相关《SILVACO工艺仿真（53页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、电子设计自动化电子设计自动化 第4章 工艺及器件仿真SILVACO TCAD电子设计自动化电子设计自动化 第4章 工艺及器件仿真SILVACO TCADTCAD:半导体工艺和器件的计算机辅助设计软件。目前有三种：1）、TSUPREM-4和MEDICI。2）、ISE公司。2）、SIVACO TCAD。电子设计自动化电子设计自动化 第4章 工艺及器件仿真SILVACO TCADSIVACO TCAD简介：SIVACO TCAD套件被遍布全球的半导体厂家用于半导体器件和集成电路的研究和开发、测试和生产过程中。Virtual Wafer Fab是TCAD综合环境。电子设计自动化电子设计自动化 第4章
2、工艺及器件仿真SILVACO TCADSIVACO TCAD 的组成：1）、 DeckBuild实时运行环境；2）、DevEdit2D/3D结构和网格编辑器；3）、Athena是专业的工艺仿真系统；4）、Atlas器件仿真系统；电子设计自动化电子设计自动化 第4章 工艺及器件仿真SILVACO TCAD5）、Mercury是快速器件仿真系统；6）、MaskViews版图编辑器；7）、TonyPlot 1D/2D 交互式可视应用程序；8）、TonyPlot 3D交互式可视应用程序；电子设计自动化电子设计自动化 第4章 工艺及器件仿真SILVACO TCADAthena是专业的工艺仿真系统简介：
3、工艺模拟软件ATHENA 能帮助工艺开发工程师开发和优化半导体制造工艺。ATHENA提供一个易于使用，模块化的，可扩展的平台。可用于模拟离子注入，扩散，刻蚀，淀积，以及半导体材质的氧化。它通过模拟取代了耗费成本的硅片实验，可缩短开发周期和提高成品率。所有关键制造步骤的快速精确的模拟，包括CMOS，bipolar，SiGe，SOI，III-V，光电子学以及功率器件技术。电子设计自动化电子设计自动化 第4章 工艺及器件仿真SILVACO TCADAtlas器件仿真系统：1）、S-Pisces2D/Device 3D器件仿真器；2）、TFT2D/3D高级器件技术仿真器；3）、FERRO铁电场依赖性介
4、电模型;4）、Blaze/Blaze3D高级材料制作的器件仿真；5）、LASER半导体激光二极管仿真器；6）、VCSEL垂直共振腔面射型激光仿真；电子设计自动化电子设计自动化 第4章 工艺及器件仿真SILVACO TCADAtlas器件仿真系统：7）、Luminous2D/3D高级器件仿真器；8）、MixedMode2D/3D电路仿真器；9）、Giga2D/3D器件仿真器;10）、Quantum器件仿真器；11）、Noise信号仿真器；电子设计自动化电子设计自动化 第4章 工艺及器件仿真SILVACO TCADAtlas器件仿真系统-S-Pisces2D器件仿真器： 应用于合并了漂流扩散和能量
5、平衡传输方程的硅化技术。它拥有大量的可用物理模型集合，包括表面/体积迁移率、复合、碰撞电离和隧道模型等。典型的应用包括MOS,双极和BiCMOS技术。所有物理模型的性能已被扩展到深亚微米器件、SOI器件和非易失性存贮器结构等。它也可计算所有可测量的电学参数。对于MOS技术，这些参数包括门极和漏极特性，亚阈值漏电，衬底电流和穿通电压。而双极技术则可预测Gummel图和饱和曲线。其他可计算的特性包括击穿行为、纽结和突返效应、CMOS闩锁效应、低温和高温操作、AC参数和本征开关时间。电子设计自动化电子设计自动化 第4章 工艺及器件仿真SILVACO TCADTFT2D/3D高级器件技术仿真器： TF
6、T2D/3D是一个高级器件技术仿真器，其物理模型和专用数字技术是模拟非晶体或包括薄膜晶体管在内的多晶硅器件所必需的。它的特殊应用包括大面积电子显示和太阳能电池。TFT2D/3D建模非晶体材料带隙里的缺陷态分布的电学效应。用户可规定活化能，以及捕捉电子和空穴的截面或寿命。用户也可修改迁移率模型、碰撞电离和带间隧道效应等，从而精确地预测器件性能。电子设计自动化电子设计自动化 第4章 工艺及器件仿真SILVACO TCADFERRO铁电场依赖性介电模型： FERRO经开发结合了FET的电荷层模型和描述铁电薄膜的麦克斯韦第一方程。此模型可以精确地预测这些器件的静态I-V行为和瞬态与小信号模式中的动态响
7、应。FERRO被作为S-Pisces和Blaze器件仿真器的一个选项模块使用。其无缝集成为户提供了SPisces或Blaze的全部性能，通用于各种技术。电子设计自动化电子设计自动化 第4章 工艺及器件仿真SILVACO TCADBlaze/Blaze3D高级材料制作的器件仿真 可仿真运用高级材料制作的器件。它有一个化合物半导体库，包括了三元和四元材料。Blaze/Blaze3D的内置模型可用于渐变和突变的异质结，并且仿真如MESFETS、HEMT和HBT的结构。它可仿真所有可测量的DC、AC和瞬态器件特性。可计算的DC特性包括阈值电压、增益、泄漏、穿通电压和击穿行为。可计算的RF特性包括分界频
8、率，s、y、h、z参数，最大可用增益，最大稳定增益，最大振荡频率和刚性系数。电子设计自动化电子设计自动化 第4章 工艺及器件仿真SILVACO TCADLASER半导体激光二极管仿真器： Laser是世界上第一个用于半导体激光二极管的商用仿真器。Laser在ATLAS系统中与Blaze一起使用，为边缘发射Fabry-Perot型激光二极管的电学行为(DC和瞬态响应)及光学行为提供数字解决方案。电子设计自动化电子设计自动化 第4章 工艺及器件仿真SILVACO TCADVCSEL垂直共振腔面射型激光仿真： VCSEL和ATLAS系统一起使用，为垂直共振腔面射型激光（VCSEL）生成基于物理的仿真
9、。VCSEL结合复杂器件仿真以取得电学和热学行为以及光学行为的最新技术的模型。电子设计自动化电子设计自动化 第4章 工艺及器件仿真SILVACO TCADLuminous2D/3D高级器件仿真器： 特别设计用于在非平面半导体器件中的光吸收和图像生成的建模。使用几何光线追踪而得到用于一般光源的准确解决方案。此特征使得Luminous2D/3D能够说明任意拓扑、内部和外部反射和折射，极化依赖性和偏振极化。Luminous2D/3D在ATLAS里完全无缝集成于S-Pisces和Blaze器件仿真器、以及其它ATLAS器件技术模块。电子设计自动化电子设计自动化 第4章 工艺及器件仿真SILVACO T
10、CADMixedMode2D/3D电路仿真器： 在简化分析模型之外，它还包括基于物理的器件。当没有精确的简化模型，或者有重要地位的器件必须用很高的精度来仿真时，它会运用基于物理的器件。基于物理的器件可用ATLAS产品的组合来仿真。基于物理的器件与遵循SPICE网表格式的电路描述放置在一起。MixedMode2D/3D的应用包括功率电路、高性能数字电路、精密模拟电路、高频电路、薄膜晶体管电路以及光电电路。电子设计自动化电子设计自动化 第4章 工艺及器件仿真SILVACO TCADGiga2D/3D器件仿真器： 配合使用允许模拟局部热效应Giga2D/3D中的模型包括热发生，热流，晶格加热，热沉和
11、局部温度在物理常数上的效应。热学和电学物理效应通过自恰计算耦合。Giga2D/3D是ATLAS器件仿真系统中一个完全集成的组件。Giga2D/3D提供一个理想的环境，用于设计和优化那些使用MOS、双极和混合MOS-双极技术制造的功率器件。其他通用的应用包括静电放电保护的特性表征，HBT, HEMT和SOI器件的设计，热破坏分析和热沉设计等。电子设计自动化电子设计自动化 第4章 工艺及器件仿真SILVACO TCAD量子仿真器： Quantum提供一套强大的模型用来仿真半导体器件中各种载流子量子限制效应。自恰Schrodinger-Poisson解算器允许自恰半导体器件中静电势，从而计算界态能量
12、和连带载流子波函数。量子力矩传输模型可以仿真量子限制作用对载流子输运的影响。Van Dort和Hansch模型提供了对MOS器件的限制作用的半经验式仿真。多量子阱(MQW)提供了专用模型，用于光发射器件中的增益和自发复合。电子设计自动化电子设计自动化 第4章 工艺及器件仿真SILVACO TCAD噪声仿真器： Noise与S-Pisces或Blaze配合使用,允许分析半导体器件中产生的小信号噪声。Noise对于小信号噪声精确的特性表征和灵敏度的提取是优化电路的基础。电子设计自动化电子设计自动化 第4章 工艺及器件仿真SILVACO TCADTonyPlot 2D/3D交互式可视应用程序交互式可
13、视应用程序 卓越的图形分析工具是快速成型和开发工艺及器件设计之关键所在 共用的可视工具贯穿Silvaco TCAD所有产品 提供完整的性能用于查看和分析仿真器输出结果 电子设计自动化电子设计自动化 第4章 工艺及器件仿真SILVACO TCAD命令讲解：命令讲解：1、调用命令：、调用命令：go athenago atlas 电子设计自动化电子设计自动化 第4章 工艺及器件仿真SILVACO TCAD命令讲解：命令讲解：2、网格命令：、网格命令：line x loc=0.00 spac=0.10line x loc=0.2 spac=0.01line x loc=0.6 spac=0.01#li
14、ne y loc=0.00 spac=0.008line y loc=0.2 spac=0.001line y loc=0.5 spac=0.05line y loc=0.8 spac=0.15 电子设计自动化电子设计自动化 第4章 工艺及器件仿真SILVACO TCAD命令讲解：命令讲解：3、定义初始衬底命令：、定义初始衬底命令：#initial silicon structure with orientationinit silicon c.boron=1.0e14 orientation =100 two.d 电子设计自动化电子设计自动化 第4章 工艺及器件仿真SILVACO TCAD命
15、令讲解：命令讲解：4、存储中间结果命令：、存储中间结果命令：struct outfile=history12.str 电子设计自动化电子设计自动化 第4章 工艺及器件仿真SILVACO TCAD命令讲解：命令讲解：5、栅氧化命令：、栅氧化命令：#gate oxidationdiffus time=11 temp=950 dryo2 press=1.0 hcl.pc=3 电子设计自动化电子设计自动化 第4章 工艺及器件仿真SILVACO TCAD命令讲解：命令讲解：6、参数提取：、参数提取：extract name=Gateoxide thickness material=Sio2 mat.oc
16、cno=1 x.val=0.3 电子设计自动化电子设计自动化 第4章 工艺及器件仿真SILVACO TCAD命令讲解：命令讲解：7、离子注入：、离子注入：#threshold Voltage Adjust Implantimplant boron dose=9.5e11 energy=10 crystal 电子设计自动化电子设计自动化 第4章 工艺及器件仿真SILVACO TCAD命令讲解：命令讲解：8、淀积命令：、淀积命令：#Conformal Polysilicon Depositiondeposit polysilicon thick=0.2 division=10 电子设计自动化电子设
17、计自动化 第4章 工艺及器件仿真SILVACO TCAD命令讲解：命令讲解：9、刻蚀命令：、刻蚀命令：#poly definationetch polysilicon left p1.x=0.35 电子设计自动化电子设计自动化 第4章 工艺及器件仿真SILVACO TCAD命令讲解：命令讲解：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 电子设计自动化电子设计自动化 第4章 工艺及器件仿真SILVACO TCAD命令讲解：命令讲解：11、磷
18、掺杂命令：、磷掺杂命令：#polysilicon dopingimplant phosphor dose=3e13 energy=20 crystal 电子设计自动化电子设计自动化 第4章 工艺及器件仿真SILVACO TCAD命令讲解：命令讲解：12、边墙氧化层淀积命令：、边墙氧化层淀积命令：#Space Oxide Deposationdeposit oxide thick=0.12 divisions =10 电子设计自动化电子设计自动化 第4章 工艺及器件仿真SILVACO TCAD命令讲解：命令讲解：13、边墙形成命令：、边墙形成命令：#Spacer oxide Etchetch o
19、xide thick=0.12 电子设计自动化电子设计自动化 第4章 工艺及器件仿真SILVACO TCAD命令讲解：命令讲解：14、源漏注入命令：、源漏注入命令：#Source/Drain implantimplant Arsenic dose=5e15 energy=50 crystal 电子设计自动化电子设计自动化 第4章 工艺及器件仿真SILVACO TCAD命令讲解：命令讲解：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 电子设计自动化电子设计自
20、动化 第4章 工艺及器件仿真SILVACO TCAD命令讲解：命令讲解：16、开接触窗口命令：、开接触窗口命令：#open contect windowsetch oxide left p1.x=0.2 电子设计自动化电子设计自动化 第4章 工艺及器件仿真SILVACO TCAD命令讲解：命令讲解：17、金属铝淀积命令：、金属铝淀积命令：#Aluminum Depositiondeposit aluminum thick=0.03 division=2 电子设计自动化电子设计自动化 第4章 工艺及器件仿真SILVACO TCAD命令讲解：命令讲解：18、金属铝刻蚀命令：、金属铝刻蚀命令：#et
21、ch Aluminum Depositionetch aluminum right p1.x=0.18 电子设计自动化电子设计自动化 第4章 工艺及器件仿真SILVACO TCAD命令讲解：命令讲解：19、金属铝刻蚀命令：、金属铝刻蚀命令：#etch Aluminum Depositionetch aluminum right p1.x=0.18 电子设计自动化电子设计自动化 第4章 工艺及器件仿真SILVACO TCAD命令讲解：命令讲解：20、提取结深命令：、提取结深命令：#extract juncation deepthextract name=nxj xj material=silic
22、on mat.occno=1 x.val=0.2 junc.occno=1 电子设计自动化电子设计自动化 第4章 工艺及器件仿真SILVACO TCAD命令讲解：命令讲解：21、提取、提取N+源漏方块电阻命令：源漏方块电阻命令：#extract sheet resextract name=n+ sheet res sheet.res material=silicon mat.occno=1 x.val=0.05 region.occno=1 电子设计自动化电子设计自动化 第4章 工艺及器件仿真SILVACO TCAD命令讲解：命令讲解：22、提取边墙方块电阻命令：、提取边墙方块电阻命令：#ex
23、tract LDD sheet resextract name=LDD sheet res sheet.res material=silicon mat.occno=1 x.val=0.3 region.occno=1 电子设计自动化电子设计自动化 第4章 工艺及器件仿真SILVACO TCAD命令讲解：命令讲解：23、提取阈值电压命令：、提取阈值电压命令：#extract 1DVTextract name=1dvt 1dvt ntype x.val=0.5 qss=1e10 电子设计自动化电子设计自动化 第4章 工艺及器件仿真SILVACO TCAD命令讲解：命令讲解：24、复制结构命令：、
24、复制结构命令：struct mirror right 电子设计自动化电子设计自动化 第4章 工艺及器件仿真SILVACO TCAD命令讲解：命令讲解：25、设置电极命令：、设置电极命令：#set electrodeelectrode name=source x=0.1electrode name=drain x=1.1electrode name=gate x=0.6electrode name=backside backside 电子设计自动化电子设计自动化 第4章 工艺及器件仿真SILVACO TCAD命令讲解：命令讲解：26、ALTAS读入器件结构命令：读入器件结构命令： mash= i
25、nfile = “nmos.str” 电子设计自动化电子设计自动化 第4章 工艺及器件仿真SILVACO TCAD命令讲解：命令讲解：26、ALTAS设置器件模型命令：设置器件模型命令： model srh cvt blotzman print temperature=100 mobility bn.cvt=. 电子设计自动化电子设计自动化 第4章 工艺及器件仿真SILVACO TCAD命令讲解：命令讲解：26、ALTAS设置接触命令：设置接触命令： contact name=gate n.poly 电子设计自动化电子设计自动化 第4章 工艺及器件仿真SILVACO TCAD命令讲解：命令讲解
26、：27、ALTAS设置界面特性命令：设置界面特性命令： Interface s.n=0 s.p=0 qf=3e10 电子设计自动化电子设计自动化 第4章 工艺及器件仿真SILVACO TCAD命令讲解：命令讲解：28、ALTAS设置数值计算方法命令：设置数值计算方法命令： Method gummel newton 电子设计自动化电子设计自动化 第4章 工艺及器件仿真SILVACO TCAD命令讲解：命令讲解：29、ALTAS设置求解方法命令：设置求解方法命令： solve init solve vdrain =1 log outf = nmos.log solve name=gate vgate=0 vfinal=3.3 vstep=0.1 电子设计自动化电子设计自动化 第4章 工艺及器件仿真SILVACO TCAD命令讲解：命令讲解：29、ALTAS提取器件参数命令：提取器件参数命令： 略 电子设计自动化电子设计自动化 第4章 工艺及器件仿真SILVACO TCAD举例：举例：设计一个设计一个NMOS的工艺仿真（见的工艺仿真（见PDF）
