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《TCAD技术及其在半导体工艺中的应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、器件制造与应用ManufacturingandApplicationofDeviceTCAD技术及其在半导体工艺中的应用12尹胜连,冯彬(11廊坊广播电视大学,河北廊坊065000;21中国电子科技集团公司第十三研究所,石家庄050051)摘要:阐述了计算机辅助设计技术(TCAD)的应用发展历程,介绍了相关软件(TSUPPREM4、MEDICI)的原理及功能。分别对以改善pn结边缘曲率效应,提高结击穿电压为目的功率器件结终端结构———场限环、场板进行了模拟。以某型号器件的芯片设计生产为实例,通过工艺与器件电学性能的仿真结果与最终器件实测结
2、果进行比较,展示出TCAD技术的特点,体现了TCAD技术对于半导体生产制造的重要作用。关键词:计算机辅助设计技术;TSUPPREM4;MEDICI;曲率效应;功率器件中图分类号:TN402文献标识码:A文章编号:10032353X(2008)0620480203TCADandItsApplicationinSemiconductorProcess12YinShenglian,FengBin(11LangfangUniversityofBroadcastandTelevision,Langfang065000,China;th21The13
3、ResearchInstitute,CETC,Shijiazhuang050051,China)Abstract:ThedevelopmentofTCAD(technologycomputeraideddesign)wasdescribed.ThetheoryandfunctionofTSUPPREM4andMEDICIbasedonTCADwereintroduced.Thesimulationsofthepowerdeviceterminalstructure(fieldlimitringandfieldboard)forimprov
4、ingPNjunctionedgecurvatureeffectandheighteningjunctionbreakdownvoltagewerecarriedout.Takingthedesignandfabricationofthepracticalchipforexample,throughtheresultscomparisonbetweensimulationsandpracticalmeasurements,themeritofTCADisobvious,anditrevealsthatTCADisimportanttose
5、miconductormanufacture.Keywords:TCAD;TSUPREM4;MEDICI;curvatureeffect;powerdeviceEEACC:25500引言1TCAD的发展当前微电子产业发展日新月异,工序逐步细TCAD是一种针对半导体工艺流程和器件电学化,流片周期越来越长,以工艺试验形式取得最佳特性方面的计算机辅助设计与仿真技术,其演变进工艺条件的传统做法已经不能满足生产的需要。而步与半导体行业紧密结合,促进了微电子技术的快随着半导体理论知识的深入、数值模拟技术的发展速发展。TCAD技术最早出现在20世纪50
6、年代,最初只是采用一些简单的模型来解释和预测器件的及计算机性能的不断提高,采用以计算机为平台,物理行为。最早的商业TCAD软件是根据Stanford以半导体理论模型为基础利用数值模拟技术进行工的TCAD程序改进的相应工艺模拟工具TSUPREM艺及器件性能仿真逐步代替了传统的工艺制造方[1]和器件仿真工具MEDICI,这两个TCAD工具被认法。由TCAD构建的虚拟FAB完成新器件及新工为是最早的。而随后SILVACO公司也在Stanford大艺的开发,不仅突破了标准工艺的限制,而且可以学的TCAD基础上推出了自己的TCAD工具为自己的产品“
7、量身定制”最合适的制造工艺。另ATHENA和ATLAS,ISE(integratedsystems外在对器件进行优化设计时各种性能之间往往存在engineering)也有自己相应的工艺模拟工具DIOS和矛盾而不能同时得到优化。采用TCAD的设计方法器件仿真工具DESSIS。其中SILVACO公司的软件则能在较短时间内以很小的代价设计出合乎要求的多用于GaAs等异质结材料的器件仿真,TSUPREM器件,这也是现代特殊器件设计普遍采取的方法。及MEDICI多用于Si类器件,工艺与器件模型建立480半导体技术第33卷第6期2008年6月尹胜连等
8、:TCAD技术及其在半导体工艺中的应用相对较为成熟。这些商用软件自推出后不断改进,可得到此时击穿电压BVpn=48V。使之符合当前微电子工艺技术水平,目前已有针对纳米结构的TCAD软件推出。2
