集成电路工艺基础_实验指导书.docx

实验指导书 教学单位：电子信息学院 课程名称：集成电路工艺基础 面向专业：电子科学与技术 电子科技大学中山学院 2013 年 9 月 实验指导书 实验名称：实验一使用 ATHENA软件仿真 MOS管工艺 实验类别：综合性 学时安排： 4 学时 实验要求：必做 ￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣ 一、实验目的和任务 随着 IT 产业的迅猛发展，微电子集成电路在通讯、计算机及其他消费类电子产品中的重要地位日益 突出，而 IC 的生产和设计技术水平是决定 IC 芯片性能的两大要素。本实验是 IC 生产中工艺设计的利用 计算机辅助仿真的环节， 是基于微电子技术应用背景和 《集成电路工艺基础》 课程设置及其特点而设置的。 其目的在于：通过本实验使学生能基本掌握 IC 工艺的通用流程，熟悉各单项工艺的基础知识；学习并掌 握国际流行的工艺仿真软件 ATHENA 的使用方法，加深对课程知识的认识。 二、实验原理介绍 ATHENA 是 Silvaco 公司开发的一种很优秀的半导体工艺模拟软件，最大的特点是可用于任何个人计 算机 (PC 机)。 Silvaco 拥有包括芯片厂、晶圆厂、 心等在内的庞大的国内外用户群。许多世界知名 有 PDK 的合作。 IC 设计企业、 IC 材料业者、 ASIC 业者、大学和研究中 Foundry 包括台积电、联电、 Jazz 和 X-FAB 都和 Silvaco ATHENA 是 Silvaco TCAD Tonyplot ，器件仿真工具 ATLAS 三、实验设备介绍 1. 工作站或微机终端 2. 局域网 3. ATHENA 仿真软件 四、实验内容和步骤 中的工艺仿真组件，除此之外，这些组件还包括交互式工具 和器件编辑器 DevEdit。 一台 1 套 1. 仿真流程 DeckBuild 是一个交互式、图形化的实时运行环境，在工艺和器件仿真中作为仿真平台。 DeckBuild 和 DeckBuild 有 仿 真 输 入 和 编 辑 的 窗 口， 也 有 仿 真 输 出 和 控 制 的 窗 口 。 实 验 中 所 用 软 件 为 绿 色 版 ， 在 目 录 \Silvaco\lib\Deckbuild\3.0.1.R\x86-NT 中直接运行 Deckbld.exe 即可。 图 1-1 为 DeckBuild 界面。顶部是工具栏、编辑菜单和命令条按钮。工具栏菜单有 File 、 Comman、d Execution 、 Examples 等。 Command子菜单提供简单的抽取语句、显示当前结构和工艺优化的功能。工具 栏下是新建、打开、保存、剪切、复制、粘贴和撤销等常用编辑操作。第三栏是命令条按钮，意义如下： 1 Run-从上至下执行或执行到断点 （即 Stop at line 的“line ”） 时结束； Stop- 执行完当前行就停止； 运行下一行就停止； Continue- 在之前停止运行的行开始往下运行； Initialize- 从仿真历史初始化； 立即结束； Line- 重置当前行为选择的行； Stop at line- 设置断点。 上部窗口是命令输入和编辑窗口。下部窗口是实时输出窗口，输出当前的仿真状态。底部是状态栏。 工作路径可由 EditPreferencesWorking Directory 进行查看或更改。 Next- Kill- 图 1-1 DeckBuild 界面 1.1 定义网格 在工艺仿真之前需要先定义衬底，在衬底的基础上再经过一系列工艺步骤来生成结构。 Silvaco TCAD 是基于网格计算的仿真工具， 也就是在网格处计算其特性， 而且网格点 （node） 的总数 N p 不能超过 20000 个。网格点的多少决定了仿真的精确程度和快慢，所以合理的定义网格分布很重要。 定义网格线的命令 line ，参数有 x、 y、 location （通常简写成 loc）和 spacing。 x 和 y 参数设定网格线 垂直于 x 轴或 y 轴， loc 设定网格线