《教学分析》-SilvacoTCAD工艺仿真
7 Silvaco TCAD工艺仿真外延、抛光和光刻
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13
1.3.5 Projection的命令、参数及例句
• Projection光学投影系统的定义 参数只有na(光学投影系统的孔隙数)和flare(成像 时出现的耀斑数)
例句：
projection na=.5 flare=1
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1.3.6 Filter的命令、参数及例句
• Filter定义发射孔(pupil)的类型和光源形状及其滤 波特性。 • 主要参数及其说明如下（illum.filter也类似）
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曝光区域
光刻掩膜图案
1.3.11 光刻仿真的完整例子（续）
line x loc=-2 spac=0.05 line x loc=0 spac=0.05 line x loc=2 spac=0.05 line y loc=0 spac=0.05 line y loc=2 spac=0.2 init silicon orient=100 c.boron=1e15 two.d
• Develop（显影），主要参数及说明如下：
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1.3.10.2 Develop的例句
develop kim dump=1 time=30 steps=10
develop mack time=30 steps=5 substeps=30
rate.develop name.resist=my e1.dill=1 e2.dill=0.5 e3.dil=0.003
polish machine=CMP time=3 min
structure outfile=polish.str tonyplot pre_polish.str polish.str
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9SilvacoTCAD器件仿真模块及器件仿真流程
9SilvacoTCAD器件仿真模块及器件仿真流程Silvaco TCAD是一种广泛使用的集成电路（IC）设计和仿真工具，用于开发和研究半导体器件。
它提供了一套完整的器件仿真模块，可以帮助工程师设计、优化和验证各种半导体器件的性能。
本文将介绍几个常用的Silvaco TCAD器件仿真模块，并提供一个简要的器件仿真流程。
1. ATHENA模块：ATHENA是Silvaco TCAD的物理模型模拟引擎，用于模拟器件的结构和物理特性。
它可以通过解决泊松方程、电流连续性方程和能带方程等来计算电子和空穴的分布、电场和电势等物理量。
ATHENA支持多种材料模型和边界条件，可以准确地模拟各种器件结构。
2. ATLAS模块：ATLAS是Silvaco TCAD的设备模拟引擎，用于模拟半导体器件的电学和光学特性。
它可以模拟器件的电流-电压特性、载流子分布、能量带结构和光电特性等。
ATLAS支持各种器件类型，如二极管、MOSFET、BJT和太阳能电池等。
3. UTILITY模块：UTILITY是Silvaco TCAD的实用工具模块，用于处理和分析仿真结果。
它提供了各种数据可视化、数据处理和数据导出功能，帮助工程师分析和优化器件性能。
UTILITY还可以用于参数提取和模型校准，以改进模拟的准确性。
接下来是一个简要的Silvaco TCAD器件仿真流程：2. 设置模拟参数：在进行仿真之前，需要设置模拟所需的参数，如材料参数、边界条件、物理模型和仿真选项等。
可以使用Silvaco TCAD的参数设置工具来设置这些参数。
3. 运行ATHENA模拟：使用ATHENA模块进行结构模拟，通过求解泊松方程和连续性方程，计算出电子和空穴的分布、电场和电势等物理量。
可以使用Silvaco TCAD的命令行界面或图形用户界面来运行ATHENA模拟。
4. 运行ATLAS模拟：使用ATLAS模块进行设备模拟，模拟器件的电学和光学特性。
ATLAS模块可以计算器件的电流-电压特性、载流子分布、能量带结构和光电特性等。
SilvacoTCAD半导体仿真工具培训教程_资料手册
SilvacoTCAD半导体仿真工具培训教程_资料手册Silvaco TCAD 半导体仿真工具培训教程_资料手册Silvaco TCAD 2014.00 Win32 1DVD半导体仿真工具Synopsys.Tcad.Sentaurus.vH-2013.03.Linux64 3CDSilvaco的TCAD 建模服务提供解决方案给那些有特别半导体器件建模需求而内部又没有时间和资源运行TCAD软件的客户。
使用TCAD 建模服务，可运用Silvaco在半导体物理和TCAD软件操作方面的专长，提供完全、快速和精确的即可使用的解决方案。
Silvaco AMS v2010.00 Win32 1CDSilvaco AMS 2008.09 Linux32 64Silvaco AMS 2008.09 Solaris 1CDSilvaco AMS 2008.09 Manual 1CDSilvaco Iccad 2008.09 1CDSilvaco Iccad 2008.09 Linux32 64Silvaco Iccad 2008.09 Solaris 1CDSilvaco Iccad 2008.09 Manual 1CDSilvaco Logic 2008.09 1CDSilvaco Logic 2008.09 Linux32 64Silvaco Logic 2008.09 Solaris 1CDSilvaco Logic 2008.09 Manual 1CD Silvaco TCAD 2012.00 Win32_64 1DVD Silvaco TCAD 2010.00 Linux 1CD Silvaco TCAD 2012 Linux64 1DVD Silvaco TCAD 2008.09 Solaris 1CD Silvaco TCAD 2008.09 Manual 1CD Silvaco Catalyst 2008.09 Linux32 64 Silvaco Catalyst 2008.09 Solaris 1CD Silvaco Char 2008.09 Linux32 64 Silvaco Char 2008.09 Solaris 1CD Silvaco Firebird 2008.09 Linux32 64 Silvaco Firebird 2008.09 Solaris 1CD Silvaco Mode 2008.09 Linux32 64 Silvaco Mode 2008.09 Solaris 1CD Silvaco Parasitic 2008.09 Linux32 64Silvaco Parasitic 2008.09 Solaris 1CDSilvaco UT 2007.04 Linux32 64Silvaco UT 2007.04 Solaris 1CDSilvaco VWF 2007.04 Linux32 64Silvaco VWF 2007.04 Solaris 1CDParallel SmartSpice 1.9.3.E 1CD■□■□■□■□■□■□■□■□■□■□■□■□■□■□■□■□■□■□+ 诚信合作，保证质量长期有效:+ 电话TEL：189******** 客服 QQ：1140988741■□■□■□■□■□■□■□■□■□■□■□■□■□■□■□■□■□■□Pinnacle产品:FracproPT.2007.v10.4.52 1CD（石油工业界的先进压裂软件工具，它提供支撑剂和酸液压裂处理的设计、模拟、分析、执行和优化功能。
Silvaco TCAD 工艺仿真2
快速热退火（RTA）： Diffuse time=1 temp=1000 nitro press=1.5
高级的扩散模型：
Method pls
Diffuse time=1 hour temp=950 nitro c.phos=1e20 \
tsave=1 tsave.mult=10 dump.predep=predep
Method pls Diffuse time=1 hour temp=950 nitro \
c.phos=1e20 tsave=1 tsave.mult=10 \ dump.prefix=predep
tonyplot predep*.str tonyplot -overlay predep*.str
淀积，网格控制：
Rate.depo machine=MOCVD cvd dep.rate=0.1 u.m \
step.cov=0.75 tungsten
Deposit machine=MOCVD time=1 minute
20:55
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Silvaco学习
淀积的例子（网格）
go athena
Line x loc=0.0 spac=0.02 Line x loc=1.0 spac=0.10 Line y loc=0.0 spac=0.02 Line y loc=2.0 spac=0.20
Diffuse time=30 temp=1200 weto2
变温扩散：
Diffuse time=2 temp=800 t.final=1200 nitro press=2 Diffuse time=20 temp=1200 nitro press=2 Diffuse time=2 temp=1200 t.final=800 nitro press=2
Silvaco TCAD 工艺仿真2资料讲解
Implant boron dose=1e13 energy=50 tilt=0 s.oxide=0.005
Monte Carlo注入：
Implant boron dose=1e13 energy=300 bca tilt=0 rotation=0
注入损伤：
优化
*
extract name="Tox" thickness oxide \ mat.occno=1 x.val=0
tonyplot quit
2
Silvaco学习
这一讲的安排
介绍各个工艺的参数及其意义 举例说明 这些工艺有：
离子注入，扩散，淀积，刻蚀，外延和抛 光
*
3
Silvaco学习
离子注入
Implant boron dose=1e14 energy=50 unit.damage dam.factor=0.1
*
6ห้องสมุดไป่ตู้
Silvaco学习
离子注入的例子
go athena Line x loc=0.0 spac=0.02 Line x loc=1.0 spac=0.10 Line y loc=0.0 spac=0.02 Line y loc=2.0 spac=0.20 init silicon c.boron=1e16 two.d
命令implant，参数及说明如下：
*
4
Silvaco学习
离子注入的参数及说明
离子注入的几何说明：
注入面：α 表面：∑
仿真面：β Tilt angle：θ Rotation angle：φ
*
5
Silvaco学习
第三讲 Silvaco TCAD 器件仿真01
#y方向网格定义
y.mesh loc=0.00 spac=0.1
y.mesh loc=1.00 spac=0.1
y.mesh loc=2.00 spac=0.2
y.mesh loc=5.00 spac=0.4
#定义区域
region num=1 silicon
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#定义电极 electr name=anode x.min=5 length=2 electr name=cathode bot
x.mesh loc=3.00 spac=0.2
x.mesh loc=5.00 spac=0.25
x.mesh loc=7.00 spac=0.25
x.mesh loc=9.00 spac=0.2
x.mesh loc=12.00 spac=0.5
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mesh
#例3 设置y方向网格信息 y.mesh loc=0.00 spac=0.1 y.mesh loc=1.00 spac=0.1 y.mesh loc=2.00 spac=0.2 y.mesh loc=5.00 spac=0.4
#定义接触电极类型 contact name=anode workf=4.97
#偏压初始化 solve init
#数值计算方法 method newton
log out
#设置偏压求解 solve vanode=0.05 vstep=0.05 vfinal=1 name=anode tonyplot diodeex01.log -set diodeex01_log.set quit
Silvaco TCAD 工艺仿真3
例句
Expose z.cross cross.val=.1 Expose dose=200 num.refl=5 all.mats
14:14 13 Silvaco学习
Bake
Bake定义对光阻的后曝光和后坚膜时的烘烤
例句
Bake time=25 temp=150 reflow Bake time=10 temp=150 reflow dump dump.prefix=bake
光源波长强度成像系统透镜滤波掩膜结构曝光烘烤显影依此即可大体确定光刻仿真的流程optolith模块optolith模块可对成像imaging光阻曝光exposure光阻烘烤bake和光阻显影development等工艺进行精确定义
Silvaco TCAD 工艺仿真（三）
Tang shaohua, SCU
本讲希望大家体会的
熟悉工艺仿真流程 Set的使用 写语法时注意养成好习惯 适时地Tonyplot一下
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Silvaco学习
谢谢！
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交流时间
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从版图看Al栅CMOS的制作流程
纵向视图：
图例说明：
P型衬底 P型外延层 N-Well P型有源层 N型有源层 栅氧化层 接触金属
剖面图： G S
D
S
G
D 各光刻包括： N阱光刻 P型有源层光刻 N型有源层光刻 栅氧光刻 氧化隔离光刻(视工艺所需) 金属电极光刻
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SilvacoTCAD器件仿真优秀课件
Tang shaohua, SCU
*
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Silvaco学习
这一讲主要内容
材料特性设置 物理模型设置 特性获取 结果分析 从例子hemtex01.in看整个流程
*
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Silvaco学习
材料参数
状态Material，设置材料参数 材料参数和物理模型的选取有关，常用的
Silvaco学习
特性获取Biblioteka CE击穿特性：impact selb
method trap climit=1e - 4 maxtrap=10
#
solve init
solve vbase=0.025
solve vbase=0.05
solve vbase=0.2
#
contact name=base current
tmun
p0
mup
Tl 300
tmup
*
状态 Mobility Mobility Mobility Mobility
低场迁移率模型中可用户定义的参数
参数
默认值
Mun
1000
Mup
500
Tmun
1.5
Tmup
1.5
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单位 cm2/Vs cm2/Vs
Silvaco学习
物理模型
推荐的模型 MOSFETs类型：srh，cvt，bgn BJT，thyristors等：Klasrh，klaaug，kla，bgn 击穿仿真：Impact，selb
Solve vgate=0.05 vstep=0.05 vfinal=1.0 name=gate
Solve ibase=1e-6
*
Silvaco_TCAD_工艺仿真1
Silvaco学习
另外，通过HCL或Cl2有助于清洁氧化炉中的 金属杂质，同时也有增快氧化速率的作用 。
氧化过程通常以费克定律方程及气流平衡 方程描述。对于特定温度下，氧化层厚度 和氧化时间的关系有两个极限形式：
1）在氧化层的厚度足够薄的时候，氧化速率是 线性的； 2）在氧化层足够厚的时候，其速率为抛物线的 。
所有关键制造步骤的快速精确的模拟，包括 CMOS，bipolar，SiGe，SOI，III-V，光电子学 以及功率器件技术
精确预测器件结构中的几何结构，掺杂剂量分 配，和应力 有助于IDMs，芯片生产厂商以及设计公司优化 半导体工艺，达到速度、产量、击穿、泄漏电 流和可靠性的最佳结合
5 Silvaco学习
18:07
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Silvaco学习
结构操作
命令structure 可以保存和导入结构， 对结构做镜像或翻转 参数： infile,outfile,flip.y,mirror [left|right|top|bottom] 在仿真到一定步骤时可 适当保存结构
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go athena Line x loc=0.0 spac=0.02 Line x loc=1.0 spac=0.10 Line y loc=0.0 spac=0.02 Line y loc=2.0 spac=0.20 init two.d Diffuse time=30 temp=1200 dryo2 structure outfile=oxide.str extract name="Tox" thickness \ oxide mat.occno=1 tonyplot
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Silvaco学习
第三讲 Silvaco TCAD 器件仿真 PPT
大家应该也有点累了，稍作休息
大家有疑问的，可以询问和交流
材料特性
材料的参数有工艺参数和器件参数 材料参数是和物理模型相关联的 软件自带有默认的模型和参数 可通过实验或查找文献来自己定义参数
物理模型
物理量是按照相应的物理模型方程求得的 物理模型的选择要视实际情况而定 所以仿真不只是纯粹数学上的计算
工艺级别的网格，这些网格某些程度上不是计算器件参数所必需的。例如在计算如 阈值电压、源/漏电阻，沟渠的电场效应、或者载流子迁移率等等。Devedit可以帮 助在沟渠部分给出更多更密度网格而降低其他不重要的区域部分，例如栅极区域或 者半导体/氧化物界面等等。以此可以提高器件参数的精度。简单说就是重点区域重 点给出网格，不重要区域少给网格。
二、半导体器件仿真软件使用
本章介绍ATLAS器件仿真器中所用到的语句和参数。 具体包括：
1.语句的语法规则 2.语句名称 3.语句所用到的参数列表， 包括类型，默认值及参数的描述 4.正确使用语句的实例
学习重点（1） 语法规则 （2）用ATLAS程序语言编写器件结构
1. 语法规则
规则1： 语句和参数是不区分大小写的。 A=a 可以在大写字母下或小写字母下编写。abc=Abc=aBc
计算方法
在求解方程时所用的计算方法 计算方法包括计算步长、迭代方法、初始化
策略、迭代次数等
计算不收敛通常是网格引起的
特性获取和分析
不同器件所关注的特性不一样，需要对 相应器件有所了解
不同特性的获取方式跟实际测试对照来 理解
从结构或数据文件看仿真结果
了解一下ATLAS
ATLAS仿真框架及模块 仿真输入和输出 Mesh 物理模型 数值计算
例： 命令语句 DOP 等同于 doping， 可以作为其命令简写。 但建议不要过度简单，以免程序含糊不清，不利于将来调用时阅读。
SilvacoTCAD工艺仿真 ppt课件
Implant boron dose=1e14 energy=50 unit.damage dam.factor=0.1
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Silvaco学习
离子注入的例子
go athena Line x loc=0.0 spac=0.02 Line x loc=1.0 spac=0.10 Line y loc=0.0 spac=0.02 Line y loc=2.0 spac=0.20 init silicon c.boron=1e16 two.d
淀积BPSG： Deposit material=BPSG thick=.1 c.boron=1e20 c.phos=1e20
淀积，网格控制：
Rate.depo machine=MOCVD cvd dep.rate=0.1 u.m \ step.cov=0.75 tungsten
Deposit machine=MOCVD time=1 minute
抽取得到结深 Xj＝0.267678μm
把spac=0.02 换成0.1看有什么不同
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Silvaco学习
扩散
命令diffuse，参数及说明如下：
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Silvaco学习
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扩散的例句
磷的预沉积： Diffuse time=1 hour temp=1000 c.boron=1e20
Implant phosph dose=1e13 energy=50 \ tilt=7 unit.damage dam.factor=0.05
extract name="xj" xj material="Silicon” \ mat.occno=1 x.val=0.05 junc.occno=1
《SILVACO工艺仿真》PPT课件
精选PPT
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电子设计自动化
第4章 工艺及器件仿真SILVACO TCAD
命令讲解： 8、淀积命令： #Conformal Polysilicon Deposition deposit polysilicon thick=0.2 division=10
line x loc=0.6 spac=0.01
#
line y loc=0.00 spac=0.008
line y loc=0.2 spac=0.001
line y loc=0.5 spac=0.05
精选PPT
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line y loc=0.8 spac=0.15
电子设计自动化
第4章 工艺及器件仿真SILVACO TCAD
电子设计自动化
第4章 工艺及器件仿真SILVACO TCAD
精选PPT
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电子设计自动化
第4章 工艺及器件仿真SILVACO TCAD
TCAD:半导体工艺和器件的计算机辅助设计 软件。目前有三种： 1）、TSUPREM-4和MEDICI。 2）、ISE公司。 2）、SIVACO TCAD。
精选PPT
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电子设计自动化
第4章 工艺及器件仿真SILVACO TCAD
Blaze/Blaze3D高级材料制作的器件仿真
可仿真运用高级材料制作的器件。它有一个化合物
半导体库，包括了三元和四元材料。
Blaze/Blaze3D的内置模型可用于渐变和突变的异
质结，并且仿真如MESFETS、HEMT和HBT的结
高频npn双极型晶体管Silvaco TCAD仿真
高频npn双极型晶体管Silvaco TCAD仿真一、npn晶体管器件物理1.npn晶体管的基本结构和制造工艺（1）npn晶体管的基本结构双极型晶体管由两个“背靠背”的pn结组成，一种基本结构如图1所示，晶体管中两种载流子都参与导电。
双极型晶体管按照导电类型和极性可划分为npn 晶体管和pnp晶体管，按照制作工艺可划分为合金管、平面管和台面管。
图 1 双极型晶体管基本结构（2）npn晶体管的制造工艺1948年，美国贝尔实验室的肖克莱、巴丁和布拉顿利用合金烧结法制作了第一个锗基双极型晶体管分立器件，奠基了现代电子技术的基础[1]。
npn晶体管制造的平面外延工艺在上世纪70年代一度成为主流，随着各种先进工艺和材料的引进，npn晶体管普遍使用多晶硅发射极的结构以提升注入效率，通过异质外延、离子注入、极紫外光刻等技术，npn晶体管尺寸更小、掺杂浓度更高更精确，性能也更出色。
2.npn晶体管的输出特性和击穿特性（1）npn晶体管的电流放大功能当处于放大工作状态时，npn晶体管的电流输运分为以下三个步骤：发射区发射载流子→基区输运载流子→集电区收集载流子，由于两种载流子都参与晶体管的电流输运，故得名“双极型晶体管”，三个过程定量描述载流子输运的系数分别是注入效率、基区输运系数和集电区雪崩倍增因子。
当npn型双极型晶体管发射结正偏、集电结反偏时，晶体管的基极电流将与集电极电流呈现近似比例关系，即I C=βI B（β>>1），呈现出“电流放大”的功能，其中β称为npn晶体管的电流放大系数。
npn晶体管的输出特性曲线如图2所示，图中虚线代表V BC=0，即V CE=V BE 的情形，是放大区和饱和区的分界线。
（2）npn晶体管的击穿特性当双极型晶体管一个电极开路，在另外两个电极外加反向偏压时，npn晶体管将发生雪崩倍增效应，产生类似于pn结的击穿现象，基极开路时，使I CEO→∞的V CE称为BV CEO，npn晶体管的BV CEO曲线表示如图3所示。
工艺及器件仿真工具SILVACO-TCAD教程-5
4.2 使用ATLAS的NMOS器件仿真4.2.1 ATLAS概述A TLAS是一个基于物理规律的二维器件仿真工具，用于模拟特定半导体结构的电学特性，并模拟器件工作时相关的内部物理机理。
ATLAS可以单独使用，也可以在SILVACO’s VIRTUAL WAFER FAB仿真平台中作为核心工具使用。
通过预测工艺参数对电路特性的影响，器件仿真的结果可以与工艺仿真和SPICE 模型提取相符。
1 A TLAS输入与输出大多数ATLAS仿真使用两种输入文件：一个包含ATLAS执行指令的文本文件和一个定义了待仿真结构的结构文件。
ATLAS会产生三种输出文件：运行输出文件(run-t i m e output)记录了仿真的实时运行过程，包括错误信息和警告信息；记录文件(log files)存储了所有通过器件分析得到的端电压和电流；结果文件(s o l ut i on fil es)存储了器件在某单一偏置点下有关变量解的二维或三维数据。
2 A TLAS命令的顺序在ATLAS中，每个输入文件必须包含按正确顺序排列的五组语句。
这些组的顺序如图4.52所示。
如果不按照此顺序，往往会出现错误信息并使程序终止，造成程序非正常运行。
图4.52 ATLAS命令组以及各组的主要语句3 开始运行A TLAS要在DECKBUILD下开始运行A TLAS，需要在UNIX系统命令提示出现时输入：deckbuild -as&命令行选项-as指示DECKBUILD将A TLAS作为默认仿真工具开始运行。
在短暂延时之后，DECKBUILD将会出现，如图4.53所示。
从DECKBUILD输出窗口可以看出，命令提示已经从A THENA变为了A TLAS。
图4.53 ATLAS的DECKBUILD窗口4 在A TLAS中定义结构在ATLAS中，一个器件结构可以用三种不同的方式进行定义：1.从文件中读入一个已经存在的结构。
这个结构可能是由其他程序创建的，比如ATHENA或DEVEDIT；2.输入结构可以通过DECKBUILD自动表面特性从ATHENA或DEVEDIT转化而来；3.一个结构可以使用ATLAS命令语言进行构建。
【Silvaco TCAD实用教程】4 仿真流程及语法规则
分开 • 一行写不完的在该行的末尾加反斜杠
“\”(注意“\”前需留有空格)，则下一行和 该行将被视为同一个命令 • “#”进行注释 • 空行不运行
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2.3 参数规则
参数类型
Parameter
Character Integer Logical Real
第一部分 第二部分 第三部分
仿真流程 语法规则 语法学习及书写建议
Page 15EXAMPLE： • EXAMPLE路径，X:\ sedatools\ examples\... • 用户手册： • ATHENA手册位置：
X:\sedatools\lib\Athena\<version_number >.R \ docs\athena_users1.pdf • SILVACO官方网站 : silvaco • SILVACO中国 : silvaco
0主要内容
第一部分 第二部分 第三部分
仿真流程 语法规则 语法学习及书写建议
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1 仿真流程
第一部分 第二部分 第三部分
仿真流程 语法规则 语法学习及书写建议
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1.1 仿真流程
• TCAD仿真流程
输入命令 程序运行 输出结果 结果分析
工
划分网格
艺 定义衬底 仿 真 工艺步骤
流 结构操作 程
• 仿真≠真，尽信软件不如没有软件 • 在使用中学习，而不是在记忆中学习
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4 总结
• 本课的主要内容
• Silvaco TCAD的仿真流程 • Silvaco TCAD的语法规则及学习和书写建议
• 下一课主要内容 • 工艺仿真器介绍 • 工艺仿真流程
工艺及器件仿真工具SILVACO-TCAD教程-2
4.1.7栅氧厚度的最优化下面介绍如何使用DECKBUILD中的最优化函数来对栅极氧化厚度进行最优化。
假定所测量的栅氧厚度为100Å，栅极氧化过程中的扩散温度和偏压均需要进行调整。
为了对参数进行最优化，DECKBUILD最优化函数应按如下方法使用：a.依次点击Main control和Optimizer…选项；调用出如图4.15所示的最优化工具。
第一个最优化视窗显示了Setup模式下控制参数的表格。
我们只改变最大误差参数以便能精确地调整栅极氧化厚度为100Å；b.将Maximum Error在criteria一栏中的值从5改为1；c.接下来，我们通过Mode键将Setup模式改为Parameter模式,并定义需要优化参数（图4.16）。
图4.15 DECKBUILD最优化的Setup模式图4.16 Parameter模式需要优化的参数是栅极氧化过程中的温度和偏压。
为了在最优化工具中对其进行最优化，如图4.17所示，在DECKBUILD窗口中选中栅极氧化这一步骤；图4.17 选择栅极氧化步骤d.然后，在Optimizer中，依次点击Edit和Add菜单项。
一个名为Deckbuild：Parameter Define的窗口将会弹出，如图4.18所示，列出了所有可能作为参数的项；图4.18 定义需要优化的参数e.选中temp=<variable>和press=<variable>这两项。
然后，点击Apply。
添加的最优化参数将如图4.19所示一样列出；图4.19 增加的最优化参数f.接下来，通过Mode键将Parameter模式改为Targets模式,并定义优化目标；g.Optimizer利用DECKBUILD中Extract语句的值来定义优化目标。
因此，返回DECKBUILD的文本窗口并选中Extract栅极氧化厚度语句，如图4.20所示；图4.20 选中优化目标h.然后，在Optimizer中，依次点击Edit和Add项。
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命令，Relax；淀积和外延时的dy,ydy等参数
仿真初始化
工艺仿真中的初始化（initialize）可定 义衬底，也可以初始化仿真
定义衬底: material,orientation,c.impurities,res itivity …
Silvaco TCAD 工艺仿真（一）
Tang shaohua, SCU
E-Mail: shaohuachn@ shaohuachn@
ATHENA工艺仿真软件
ATHENA 能帮助工艺开发工程师开发和优化半 导体制造工艺。
ATHENA提供一个易于使用，模块化的，可扩展 的平台。
精确地对几何刻蚀和共形淀积，以及个别 结构和网格处理技术建模，用以允许进行 多器件几何结构的模拟和分析。
ATHENA工艺仿真软件
通过MaskViews 的掩模构造说明，工程师 可以有效地分析在每个工艺步骤和最终器 件结构上的掩模版图变动的影响。
与光电平面印刷仿真器和精英淀积和刻蚀 仿真器集成，可以在物理生产流程中进行 实际的分析。
与ATLAS 器件模拟软件无缝集成
可仿真的工艺 （Features and Capabilities）
Bake CMP Deposition Development Diffusion Epitaxy
• Etch • Exposure • Imaging • Implantation • Oxidation • Silicidation
先粗略介绍氧化（Oxidation）工艺，其他 工艺留待下节课讲解
init two.d tonyplot quit
工艺步骤
对具体的工艺进行仿真 这些工艺包括：
Bake，CMP，Deposition，Development，Diffusion， Epitaxy，Etch，Exposure，Imaging，Implantation， Oxidation，Silicidation
非均匀网格的例子：
Line x loc=0.0 spac=0.02 Line x loc=1.0 spac=0.10 Line y loc=0.0 spac=0.02 Line y loc=2.0 spac=0.20
网格定义需要注意的地方
1，疏密适当 在物理量变化很快的地方适当密一些
2，不能超过上限（20000） 3，仿真中很多问题其实是网格设置的问题，
硅衬底，磷掺杂，电阻率为10Ω.cm Init phosphor resistivity=10
AlGaAs衬底，Al的组分为0.2 Init algaas c.fraction=0.2
默认参数初始化的例子
go athena Line x loc=0.0 spac=0.02 Line x loc=1.0 spac=0.10 Line y loc=0.0 spac=0.02 Line y loc=2.0 spac=0.20
光电印刷仿真器
ATHENA工艺仿真软件
所有关键制造步骤的快速精确的模拟，包括 CMOS，bipolar，SiGe，SOI，III-V，光电子 学以及功率器件技术
精确预测器件结构中的几何结构，掺杂剂量分 配，和应力
有助于IDMs，芯片生产厂商以及设计公司优化 半导体工艺，达到速度、产量、击穿、泄漏电 流和可靠性的最佳结合
具体描述请参见手册中 Table1.1 Features and Capabilities
ATHENA 的输入和输出
工艺步骤 GDS
一维和二维结构 电阻和CV分析 E-test数据(Vt)分析 涂层和刻蚀外形 输出结构到ATLAS 材料厚度，结深 CD外形，开口槽
初始化仿真： 导入已有的结构，infile… 仿真维度，one.d,two.d … 网格和结构， space.mult,scale,flip.y …
初始化的几个例子
采用默认参数，二维初始化仿真： Init two.d 工艺仿真从结构test.str中开始： Init in GaAs衬底，含硒浓度为1015cm-3，晶向[100]： Init gaas c.selenium=1e15 orientation=100
ATHENA工艺仿真软件
分析和优化标准的和最新的隔离流程，包 括LOCOS，SWAMI，以及深窄沟的隔离
在器件制造的不同阶段分析先进的离子注 入方法——超浅结注入，高角度注入和为 深阱构成的高能量注入
支持多层次杂质扩散，以精确预测衬底与 邻近材料表面的杂质行为
ATHENA工艺仿真软件
考虑多重扩散影响，包括瞬态增强的扩散， 氧化/硅化加强的扩散，瞬态激活作用，点 缺陷和簇群构造以及材料界面的再结合， 杂质分离，和传输
可用于模拟离子注入，扩散，刻蚀，淀积，以 及半导体材质的氧化。它通过模拟取代了耗费 成本的硅片实验，可缩短开发周期和提高成品 率。
工艺仿真模块
DeckBuild 集成环境
ATHENA工艺仿真软件 SSuprem4二维硅工艺仿真器
MC蒙托卡诺注入仿真器 硅化物模块的功能
精英淀积和刻蚀仿真器 蒙托卡诺沉积刻蚀仿真器 先进的闪存材料工艺仿真器
y1
line y location=y2 spacing=s4
s1 x1
网格间距会根据loc和 s4 y2
Spac自动调整
y
s2 x2
X
网格定义的例子
均匀网格的例子：
Line x loc=0.0 spac=0.1 Line x loc=1.0 spac=0.1 Line y loc=0.0 spac=0.2 Line y loc=2.0 spac=0.2
工艺仿真流程
1、建立仿真网格 2、仿真初始化 3、工艺步骤 4、抽取特性 5、结构操作 6、Tonyplot显示
定义网格
网格定义对仿真至关重要
定义方式:
0
line x location=x1 spacing=s1
line x location=x2 spacing=s2 s3
line y location=y1 spacing=s3