工艺仿真软件

半导体器件工艺仿真软件选择ISE TCAD还是MEDICI，Tsuprem4
2009年04月11日星期六 12:40
在介绍ISE TCAD，MEDICI，Tsuprem4之前先介绍Sentaurus吧，介绍完Sentaurus，也许就不需要再介绍ISE TCAD和MEDICI，Tsuprem4了。

Sentaurus Process介绍
Synopsys Inc.的Sentaurus Process 整合了：
⑴Avanti 公司的TSUPREM系列工艺级仿真工具（Tsupremⅰ，Tsupremⅱ，Tsupremⅲ只能进行一维仿真，到了第四代的商业版Tsuprem4能够完成二维模拟）；
⑵Avanti公司的Taurus Process 系列工艺级仿真工具；
⑶ISE Integrated Systems Engineering公司的ISE TCAD工艺级仿真工具Dios（二维工艺仿真）FLOOPS-ISE（三维工艺仿真）Ligament（工艺流程编辑）系列工具，将一维、二维和三维仿真集成于同一平台。

在保留传统工艺级仿真工具卡与命令行运行模式的基础上，又作了诸多重大改进：
⑴增加、设置了模型参数数据库浏览器（PDB），为用户提供修改模型参数及增加模型的方便途径；
⑵增加、设置了一维模拟结果输出工具（Inspect）和二维、三维模拟结果输出工具（Tecplot SV）。

Inspect 提供了一维模拟结果的交互调阅。

而Tecplot SV 则实现了仿真曲线、曲面及三维等输出结果的可视化输出。

（ISE TCAD的可视化工具Inspect和tecplot的继承）
此外，Sentaurus Process 还收入了诸多近代小尺寸模型。

这些当代的小尺寸模型主要有：
⑴高精度刻蚀模型及高精度淀积模型；
⑵基于Crystal-TRIM 的蒙特卡罗（Monte Carlo）离子注入模型、离子注入校准模型、注入解析模型和注入损伤模型；
⑶高精度小尺寸扩散迁移模型等。

引入这些小尺寸模型，增强了仿真工具对新材料、新结构及小尺寸效应的仿真能力，适应未来半导体工艺技术发展的需求。

Sentaurus Device 介绍
随着集成电路制程技术的长足发展, 集成化器件的特征尺寸已由超深亚微米逼近nm 级层次。

器件特征尺寸的等比例缩小, 器件结构已达到临界尺度并接近于电子的相干距离。

器件物理特性的分析也进入量子力学的分析层次。

诸多经典的器件物理模型( 二维器件物理特性分析系统Medici-Synopsys Inc.) 已不能够满足nm 级器件的解析分析要求。

对于nm 级器件, 诸多小尺寸效应所呈现出的各向异性对器件核心参数的影响越发显著。

近几年对进一步完善小尺寸器件物理模型并提升器件物理特性模拟与分析工具的仿真技术需求也越发迫切。

SenTaurus Device 面向最新的nm 级集成工艺制程和器件结构, 基于小尺寸器件物理效应, 可实现甚大规模( ULSI) 集成器件的器件物理特性级虚拟分析。

显然, SenTaurus Device 与工艺制程级仿真接口, 完成了器件物理特性的虚拟测试, 构成了完整的集成电路芯片级的底层设计。

SenTaurus Device 整合了Avanti 的Medici, TaurusDevice 及ISE 的DESSIS 器件物理特性级仿真工具, 充实并修正了诸多器件物理模型, 推出了新的器件物理特性分析工具SenTaurus Device。

综上所述，如果你不是仿真纳米器件工艺，采用原来的ISE TCAD10，MEDICI2003和Tsuprem4－2004完全能满足你的设计要求。

由于条件限制，至今没有机会拥有Sentaurus试用，那么是否有条件同时拥有ISE TCAD，MEDICI，Tsuprem4呢，最近刚成功实现上述软件ALL IN ONE linux，发帖庆祝。

技术资源交流sunface@.
文章参阅：
新一代纳米级器件物理特性仿真工具
—SenTaurus Device
张宪敏, 李惠军, 侯志刚, 于英霞
新一代集成工艺仿真系统Sentaurus Process
msb灌这么多水，咋个继续呢：）
ISE TCAD软件入门介绍
1．
GENESISe为软件总的界面，运行GENESISe命令得到图形化操作界面；OptimISE为多参数优化工具；LIGAMENT为FAB工艺流程编辑工具；INSPECT为一维仿真曲线可视工具，一般查看dessis仿真结果。

Tecplot-ISE为二维图形可视和参数查看工具，一般为mesh仿真结果查看，也可调入dessis仿真结果查看耗尽层，电势分布等众多参数。

2．
工艺模拟部分组成：FLOOPS-ISE为三维器件工艺仿真工具；DIOS为二维器件工艺仿真工具；Advanced Calibration为仿真模型参数校准工具。

3．
器件建立部分组成：DEVISE为三维器件结构生成工具，（也可由FLOOPS-ISE工艺仿真生成结构），简单的说就是画图，加网格，掺杂和电极；MDRAW为二维器件结构生成工具（可由DIOS 工艺仿真生成结构），同样为画图工具；MESH对画的结构进行网格及掺杂生成，早期版本medici直接编辑文本形成器件结构（复杂器件难实现啊），仿真前需要执行mesh命令生成结构掺杂及网格，前面二维三维画的结构实际就是生成mesh需要的文本文件；NOFFSET3D为网格优化工具，仿真成功与否关键是结构的正确和网格优化的好不好。

4．
器件模拟由dessis完成，该文本文件建立器件仿真选用的模型，选择仿真的物理模型以及仿真所采用的数值方法。

你还可以把所仿真器件结构像一个器件一样加入电路进行仿真。

该部分的关键是模型选择必须完善正确，也不能选择过多的不必要的模型，否则仿真耗费时间不所还难已收敛。

同时仿真参数步长等参数设置也很重要，设置不当会导致仿真不收敛。

5．
最后一部分电磁模拟没使用过，不作介绍。

综上所述，若你先学习的medici，tsuprem4，再使用ISE TCAD肯定不难。

打个比喻，如果
你是DOS系统高手，玩windowsXP肯定不在话下。

你如果直接学习ISE TCAD，可能上手会容易点。

刚才说了软件那么多工具，如何下手学习呢，针对二维（三维也一样）其实主要的就三个部分（dios，mesh，dessis；inspect和tecplot_ise 只是查看仿真结果的工具而已，不包括在重点学习部分）：工艺生成器件结构采用dios－dessis，编辑器件结构mesh－dessis。

初学者所仿真结构没有那么复杂，不必在画图工具上浪费时间。

GENESISe也就是一个方便多参数多个工具仿真的工具而已，用好了能提高效率，在PC机上仿真本来就不是很快，同时仿真N个试验，你机器的CPU和内存都可能成为瓶颈使仿真失败。

如果在工作站上使用ISE，那我建议你一定使用好GENESISe工具，仿真试验能事半功倍，显著提高工作效率。

估计现在你不必拿着成千上万页的英文手册不知道如何着手了吧。

1. 开源的物理仿真软件OSP
2. GSS,很早的一个半导体工艺的仿真软件，不错，但是现在都迁移到了Congenda。

这个软件已经偏商业化了，但是依然保存了开源的版本，因为它的代码继承的是GPL的版权，所以必须开源，不得商用。

3. 很多的开源类似TCAD的软件可以从这里找到.
4. 开源的电路仿真软件：
Ngspice。