2TCAD基础知识概要.ppt

主要内容 Page ? * 第一部分 TCAD基本概念 第二部分 工艺仿真介绍 第三部分 器件仿真介绍 第四部分 器件——电路混合仿真介绍 1 TCAD基本概念 Page ? * 第一部分 第二部分 工艺仿真介绍 第三部分 器件仿真介绍 第四部分 器件——电路混合仿真介绍 TCAD基本概念 1.1.1 TCAD基本概念－TCAD TCAD ：Technology Computer Aided Design ，指半导体工艺模拟以及器件模拟工具 工艺仿真：所有关键制造步骤的模拟（注入，扩散，刻蚀，淀积，氧化，光刻 ） 器件仿真：二维和三维模式下的电学、热学和光学特性；模拟直流，交流，和时域响应 Page ? * 1.1.2 TCAD基本概念－数值计算 数值计算：借助计算机的数值求解 求解对象：物理模型方程和经验公式 关键：算法选择 Page ? * 1.1.3 TCAD基本概念－网格计算 网格计算：将半导体仿真区域划分成网格，在网格点处计算出希望得到的特性 有限元思想 GTO网格 关键： 网格疏密 网格比例 Page ? * 1.1.4 TCAD基本概念－基于物理的计算 基于物理的计算：计算时采用的方程是有物理意义的 工艺，扩散模型、刻蚀模型、离子注入模型… 器件，基本半导体方程：泊松方程；载流子连续性方程；传输方程（漂移—扩散传输模型和能量平衡传输模型）；位移电流方程… 载流子统计的基本理论：费米—狄拉克统计理论；波尔兹曼统计理论；状态有效密度理论；能带理论；禁带变窄理论… 关键：模型及其参数的选择 Page ? * 1.2 TCAD的意义 TCAD仿真是理论性的实验，可以缩短开发周期、降低成本 TCAD更突出使用者的半导体工艺、器件和电路的理论水平，实践经验和分析能力 使用TCAD能有效提高设计能力 Page ? * 1.3 Silvaco TCAD框架 Process Simulation 3D-VICTORY PROCESS，VICTORY CELL； 2D-ATHENA，SSuprem4，MC Implant，Elite，MC Deposit/Etch，Optolith； 1D-ATHENA 1D，SSuprem3； Device Simulation 3D-VICTORY DEVICE，Device 3D，Giga3D，Luminous3D，Quantum3D，TFT3D，Magnetic3D，Thermal3D，MixedMode3D 2D-ATLAS，S-pisces，Blaze，MC Device，Giga，MixedMode，Quantum，Ferro，Magnetic，TFT，LED，Luminous，Laser，VCSEL，Organic Display，Organic Solar，Noise，Mercury； Interactive Tools DeckBuild，Maskviews，DevEdit，Tonyplot，Tonyplot3D； Virtual Wafer Fab Page ? * 1.4 Silvaco TCAD 培训的主要内容 工艺仿真，ATHENA及其子模块 器件仿真，ATLAS及其子模块（电路仿真的MixedMode） Page ? * 2 工艺仿真介绍 Page ? * 第一部分 TCAD基本概念 第二部分 第三部分 器件仿真介绍 第四部分 器件——电路混合仿真介绍 工艺仿真介绍 2.1 工艺仿真功能 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 精确预测器件结构中的几何结构，掺杂剂量分配和应力 优化半导体工艺，达到速度、产量、击穿、泄漏电流和可靠性的最佳结合 Page ? * 2.2 工艺仿真器ATHENA的主要模块 Page ? * SSuprem4 二维核心工艺仿真器 MC Implant 蒙托卡诺离子注入仿真器 Elite 先进的刻蚀和淀积仿真器 MC Deposit/Etch 二维蒙托卡诺淀积和刻蚀仿真器 Optolith 二维光学光刻仿真器 2.3 工艺仿真示例1 典型的90nm CMOS工艺流程仿真 Page ? * 2.3 工艺仿真示例2 沟槽栅IGBT工艺仿真动画 Page ? * 2.4 工艺仿真参数 手册（模型、参数说明、语法） X:\sedatools\lib\athena\5.20.0.R\docs\ athena_users1.pdf 模型及参数文件 X:\sedatools\lib\athena\5.20.0.R\common athenamod（工艺模型及参数） implant-tab