半导体制造工艺第4章氧化.pptVIP

4.7　氧化工艺模拟 1.Synopsys公司的TCAD系统(1)Device模块组　此模块作为业界标准器件的仿真工具，可以用来预测半导体器件的电学、温度和光学特性，通过一、二、三维的方式对多种器件进行建模，包括MOSFET、Strain Silicon、SiGe、BiCMOS、HBT、IGBT等，从简单的二极管、晶体管到复杂的CMOS器件、光电器件、功率器件、射频器件、存储器件等都有准确的模型。(2)Process模块组　Process是业界标准的工艺仿真工具，可以对IC生产工艺进行优化以缩短产品开发周期和产品定型。(3)Device Editor模块组　此模块具有三个操作模式：二维器件编辑，三维器件编辑和三维工艺流程模拟。 4.7　氧化工艺模拟 (4)Workbench模块组　此模块集成了Synopsys的TCAD各模块工具的图形前端集成环境，用户可以通过图形界面来进行半导体研究及其制备工艺模拟和器件仿真的设计、组织和运行，使用户可以很容易建立IC工艺流程，以便TCAD进行模拟，还可以绘制器件的各端口电学性能等重要参数。2.Silvaco公司的TCAD系统4.7.4　Athena基础 Athena工艺模拟器是目前比较常用的工艺模拟器。1.语法基础1)每一个语法命令占用一行，如果一行放不下，结尾处用一个加号“+”表示继续下一行；每一行不超过80个字符。2)大部分命令的参数要按照一定的顺序。 4.7　氧化工艺模拟 3)两行之间的空行和参数之间的多余的空格会忽略掉。4)以符号“#”开头的行是注释行。5)输入文件可以包含英文大小写，且不区分大小写(特殊字符除外)。2.语法命令(1)结构和格点初始化语句　结构和格点初始化语句用于定义初始结构的尺寸、边界、格点密度和材料类型。1)base.mesh：规定初始格点的网格参数。2)boundary：规定矩形格点与空气的边界。3)initialize：设置初始格点、材料的类型及掺杂条件。4)line：规定矩形拟合时的x和y方向位置。5)region：规定矩形网格和材料的区域。 4.7　氧化工艺模拟 (2)结构和网格处理语句　结构和网格处理语句主要控制结构的几何结构和属性以及产生输出文件的类型。1)adapt.mesh：启动自适应网格划分算法。2)adapt.par：设定自适应网格划分参数。3)base.par：定义自动生成基本网格时相邻网格特性。4)electrode：给电极区命名。5)Grid model：定义一个包含自适应网格划分命令的临时文件。6)Profile：使atnena读入一个包含掺杂信息的ASCII文件。7)stretch：通过水平或垂直方向的拉伸改变结构的几何形状。8)structure：将网格划分及其结果信息存入指定的文件。(3)仿真语句　仿真语句将工艺过程的物理基本模型应用于设计的各种结构。 4.7　氧化工艺模拟 1)bake：曝光后烘焙或光刻胶刻蚀后烘焙。2)deposite：淀积材料。3)develop：转移曝光过的正胶和没有曝光的负胶，即显影。4)diffuse：设定氧化和杂质扩散的时间和温度等，并计算结果。5)epitaxy：高温条件下的硅外延生长。6)etch：实现结构上几何或机械类的刻蚀。7)expose：光刻胶曝光。8)image：计算2D或1D图像。9)implant：离子注入。10)polish：模拟外延生长时的化学机械损伤。11)Stress：计算热应力。12)strip：移除光刻胶或用户自定义的其他材料。 4.7　氧化工艺模拟 (4)DeckBuild专用语句　DeckBuild专用语句用来调用DeckBuild运行环境下的特定操作。1)autoelectrode：定义版图中存在的电极。2)extract：提取参数。3)go：指定不同的仿真器间的接口。4)mask：通过掩膜视窗实现光刻胶的沉淀和刻蚀。5)set：设定用户定义的变量值。6)system：允许执行C-Shell命令，Windows版本无此功能。7)tonyplot：生成图形结果。(5)可执行控制语句　控制语句提供了帮助(help)、注释(comment)以及退出Athena仿真系统等辅助功能。3.Athena主界面 4.7　氧化工艺模拟 图4-13　Athena程序的主界面 4.7　氧化工艺模拟 4.7.5　氧化工艺模拟实例 Silvaco公司的TCAD系统除了Windows版本的以外，其他版本的软件将所有的工艺采用菜单的方式来完成。本书以Windows版本的Athena为例，给出文本输入方式下实现NMOS器件制作的工艺设计过程，并给出部分仿真示意图。1.网格划分 图4-1