Silvaco TCAD系列培训课程第1讲,TCAD仿真的必要性

S-Pisces
Blaze
Giga
MixedMode
Quantum
Divece3D
Page 8
Thermal3D
Giga3D
MixedMode3D Quantum3D
1.6 器件电路混合仿真
• 模拟器件在特定电路中的电学特性
Page 9
GTO 关断波形
2 仿真的必要性
第一部分
TCAD介绍ห้องสมุดไป่ตู้
第二部分
Page 16
3.2 TCAD学习方法
• 多看例子，多实际操作 • Ctrl + C 和 Ctrl + V 的灵活使用 • 注意补充理论知识
Page 17
3.3 本课程的目标
• 突出实用性，使掌握一定的仿真知识 • 熟悉仿真流程 • 了解仿真的输入和输出 • 能独立完成仿真分析 • 合理有效地提出仿真需求 • 促进对理论知识的学习
很多经验的知识难考虑进来，缺乏验证
• 仿真与实验协同
相互印证，合理进行实验方案设计，减少实验次数，提高 效益
Page 13
2.4 仿真能达到什么目的
• 仿真是理论性质的实验，提供设计依据，提高开
发效率，节省成本 • 提升个人能力，提高知识输出（论文、专利…）
能力 • 提升芯片制造、器件设计水平，促进行业进步
正向思维 实际步骤
工艺生产
器件测试
电路测试
工艺步骤和 条件
器件结构和掺 杂分布
器件特性
电路特性
工艺设计/仿真
器件设计/仿真
电路设计/仿真
逆向思维 设计步骤
Page 12
2.3 仿真与实验的关系
• 光有实验
理论计算缺乏时主要依靠实验摸索，人力、物力投入高， 周期长，缺乏设计依据，理解不全面
• 光有仿真
Silvaco TCAD培训系列课程，教材《半导体工艺和器件仿真软件Silvaco TCAD实用教程》
主要内容
第一部分
TCAD介绍
第二部分
仿真的必要性
第三部分
TCAD学习
Page 2
1 TCAD介绍
第一部分
TCAD介绍
第二部分
仿真的必要性
第三部分
TCAD学习
Page 3
1.1 Silvaco 产品应用领域
Page 6
1.4 器件仿真——ATLAS
• 模拟半导体器件的 电学、光学和热学 行为
• 分析以硅元素为 基础的高级材料， 在二维和三维模 式下的直流、交 流和时域响应
Page 7
1.5 器件仿真——ATLAS
• 仿真硅/化合物半导体的电学、光学和热学特性 • 仿真器件的量子特性和噪声特性 • 仿真器件的直流/交流/瞬态响应
仿真的必要性
第三部分 TCAD学习
Page 10
2.1 为什么要仿真？
• 以前没有仿真也做得很好！ • 我已经习惯了以前的思路，改变起来困难较大！ • 现在任务已经很重，学习仿真比较乏力！ • 我对仿真能起到何种效果表示怀疑！
Page 11
2.2 仿真是设计技术的体现
• 器件开发的正向和逆向思维 • 开发过程应是正向和逆向的综合
Campbell ，电子工业出版社 • 《半导体制造技术》， Michaael Quirk等著，电子工业出版社 • 《硅超大规模集成电路工艺技术：理论、实践与模型》 ，James D.
Plummer 等著，电子工业出版社 • 《晶体管原理与设计（第2版）》， 陈星弼 张庆中 编著，电子工业
出版社 • 《电子材料与器件原理（第3版）》 ，萨法.卡萨普 著 汪宏 等译，西
安交通大学出版社 • 教材以及其他参考书籍…
Page 19
Page 14
3 TCAD学习
第第一一部部分分
TCAD介绍
第第二二部部分分
仿真的必要性
第二三部分
TCAD学习
Page 15
3.1 TCAD学习资料
• 用户手册 • 学习教程 • Silvaco官方网站 http://www.silvaco.com • Silvaco中国官方网站 http://www.silvaco.com.cn
二维器件仿真 ATLAS 三维器件仿真 ATLAS/Victory Device/Victory Stress
• 虚拟晶圆制造
Page 5
1.3 工艺仿真——ATHENA
• 开发和优化半导体 制造工艺
• 可用于模拟离子注入， 扩散，刻蚀，淀积， 氧化以及光刻
• 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
Page 18
3.4 参考书籍
• 《半导体工艺和器件仿真软件Silvaco TCAD实用教程》 ， 唐龙谷著， 清华大学出版社
• 《集成功率器件设计及TCAD仿真》，付越、李占明、吴卫东、约翰 尼K.O. 著， 杨兵 译，机械工业出版社
• 《半导体物理学（第六版）》， 刘恩科 罗晋生，电子工业出版社 • 《微电子制造科学原理与工程技术（第二版）》， Stephen A.
• Silvaco 产品涉及半导体的众多应用领域 • Silvaco TCAD可进行半导体工艺和器件仿真
Page 4
1.2 Silvaco TCAD框架
• 工艺仿真
一维工艺仿真 ATHENA 1D 二维工艺仿真 ATHENA 三维工艺仿真 Victory Process/Victory Cell
• 器件仿真