Silvaco TCAD的模拟实例

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1、製程模擬半導體工程•晶體成長、晶圓製造電腦模擬軟體(TCAD:Technology•無塵室、晶圓清洗、吸附Computer-AidedDesign)•微影•熱氧化1.設計新製程與元件•摻質擴散2.探索半導體元件與技術之極限•離子佈植3.集中製造技術•薄膜沉澱4.解決製程問題•蝕刻•後段技術電腦模擬矽晶片製造的技術TCAD•半導體製程模擬軟體：Silvaco公司的在製程上模擬主要應用在:ATHENA模擬器•區域氧化技術模擬各項積體電路製程如擴散摻雜、離子植入、熱氧化、薄•沉積膜沉積、光微影、蝕刻、金屬化、絕緣等並可整合所有製程•蝕刻以2-D圖示呈現結果•植入•半導體元件模擬軟體：Sil

2、vaco公司的ATLAS•光阻曝光模擬器Athena製程模擬軟體可搭配Atlas元件模擬軟體使用，其功模擬軟體中使用的製程仍落後目前工業上使用的製能之齊全涵蓋了元件設計、製作程序、以及製程完成後的元程，如設備模型的建立件特性分析ATHENA主要模組•Ssuprem4•Flash•Elite•OptolithSsuprem4以及Flash兩個模組分別用以模擬「矽」和「III-V族化合物」之摻雜、氧化、磊晶等製程，Elite模組則用以模擬蝕刻和薄膜成長製程，至於光罩微影製程則以Optolith模組模擬1ATHENA、ATLAS•Tonyplot圖形展現環境•ATLASisaphysica

3、lly-basedtwoandthreedimensionaldevicesimulator.It•Deckbuild程式編輯環境predictstheelectricalbehaviorofspecified•程式模擬語法semiconductorstructuresandprovidesATHENAUser’sManualinsightintotheinternalphysicalATLASUser’sManualmechanismsassociatedwithdeviceoperation.ATHENA模擬器計算顯影光阻層。光阻曝光劑量為200mJcm-2，曝光後在115℃AT

4、HENA：MOSFET下烘烤45分鐘，然後圖案顯影60秒，以上全部是正規參數。其中使用了Dill顯影模型。上面的影像顯示在曝光和烘烤後的PAG濃度。左下的模擬顯示顯影到中途的光阻圖形，右下的模擬顯示完全顯影的光阻圖形ATHENA模擬LOCOS隔離結構初使結構是先沉積二氧化矽在沉積氮化矽,接著蝕等向性蝕刻因各方向蝕刻速率相當而有明顯的底切(undercut)現象，隨著蝕刻時間的加刻左邊露出矽.矽被蝕刻以形成嵌壁式氧化層,此結構進行90分鐘,1000℃的水蒸氣長其蝕刻結果(左圖)氧化.在這個結構中也顯示了鳥嘴的形狀隨時間演變的情形非等向性蝕刻具非等向性的蝕刻製程稱之為IonMilling

5、，在較長時間的蝕刻後會有輕微的底切出現(右圖)2Athena語法規則•commandparameter1=parameter2=…..•parameter皆須指定值(Boolean可不指定)•Athena指令區分為兩大類：command與parameter•每一行均由command指令開始，且一行只能有一個command指令，但可存在多個parameter•每一行內的指令均以空格隔開•指令超過一行須以倒斜線作為連接符號•當一行以#開始則視為註解•大小寫皆可MOS製程流程暨模擬軟體指令說明•指令可簡寫，以不與其他指令簡寫相衝突為原則例如DEPOSIT可

6、以DEPO取代•：integerorrealnumber•：character啟動Deckbuild啟動Deckbuild網路芳鄰模擬軟體伺服器Shortcuts3設定Deckbuild改變工作目錄至自己電腦的資料夾command：line•定義格子Grid形成網格Mesh•Grid的多寡與模擬精確及模擬時間有關•Grid上限為20,000•parameters指定座標x、y指定位置location=指定間隔spacing=•語法linexloc=0spac=0.14command：go•GO:啟動模擬器，此敘述為整個程式的開始•可供選擇的模擬器:ATHE

7、NA、SSUPREM4、FLASH、ELITE、OPTOLITH、ATLAS•語法GOATHENAcommand:initializecommand:structure•parameters•parametersone.d、two.d、autooutfile=指定模擬計算過程的維度將模擬的結構或solution的資訊寫到輸出檔•語法•語法inittwo.dstructoutfile=mos01.str呼叫視覺化軟體Tonyplottonyplotau