新一代工藝及器件仿真工具Sentaurus

1、發(fā)之于心發(fā)之于心 察之于微察之于微究之以底究之以底 親而為之親而為之新一代工藝及器件仿真工具 Sentaurus1課程內(nèi)容Sentaurus TCAD介紹與概述Sentaurus Workbench介紹與使用Sentaurus Process Simulator介紹與使用Sentaurus Structure Editor介紹與使用Sentaurus Device Simulator介紹與使用Sentaurus其他工具介紹2/110TCAD概述什么是 TCAD？TCAD計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)(Technology Computer Aided Design)Process Simulation；Dev

2、ice SimulationTCAD工具有哪些？Sentaurus Workbench (SWB)Sentaurus Process (sprocess)Sentaurus Structure Editor (sde)Sentaurus Device (sdevice)Tecplot SV/Inspect3/110Synopsys公司簡介Synopsys公司總部設(shè)在美國加利福尼亞州Mountain View，有超過60家分公司分布在北美、歐洲與亞洲。2002年并購Avant公司后，Synopsys公司成為提供前后端完整IC設(shè)計(jì)方案的領(lǐng)先EDA工具供應(yīng)商。Sentaurus是Synopsys公司

3、收購瑞士ISE(Integrated Systems Engineering)公司后發(fā)布的產(chǎn)品，全面繼承了ISE TCAD,Medici和Tsuprem4的所有特性及優(yōu)勢。4/110TCAD概述T4 / MediciSentaurusISE Silvaco sprocesssdesdeviceTCAD*_fps.tdr*_fps.cmd*_bnd.tdr*.tdr*_msh.tdr*.plt*_dvs.cmd*_des.cmdWorkbench (SWB)5/110TCAD概述T4 / MediciSentaurusISE Silvaco sprocesssdesdeviceTCAD*_fps

4、.tdr*_fps.cmd*_bnd.tdr*.tdr*_msh.tdr*.plt*_dvs.cmd*_des.cmdWorkbench (SWB)6/110Sentaurus Workbench介紹與使用Getting StartedCreating ProjectsBuilding Multiple Experiments7/110Workbench基于集成化架構(gòu)模式來組織、實(shí)施TCAD仿真項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和運(yùn)行，為用戶提供了圖形化界面，可完成系列化仿真工具軟件以及諸多第三方工具的運(yùn)行，以參數(shù)化形式實(shí)現(xiàn)TCAD項(xiàng)目的優(yōu)化工程。SWB的工具特征8/110SWB的工具特征SWB被稱為“虛擬的集成電路

5、芯片加工廠”SWB環(huán)境科集成Synopsys公司的系列化TCAD仿真工具，使用戶在集成環(huán)境下實(shí)現(xiàn)TCAD仿真及優(yōu)化。SWB基于現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)方法學(xué)和現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)優(yōu)化的建模。用戶可根據(jù)進(jìn)程進(jìn)行實(shí)驗(yàn)結(jié)果的統(tǒng)計(jì)分析、工藝及器件參數(shù)的優(yōu)化。SWB支持可視化的流程操作，用戶可方便地安排和檢測仿真的動(dòng)態(tài)過程。9/110安裝在137服務(wù)器下利用putty軟件在137中取得端口號： vncserver geometry 1280 x960利用VNC軟件登陸137服務(wù)器 Getting Started10/110打開軟件指令：source /opt/demo/sentaurus.env GENESISe&重裝

6、license指令su - （進(jìn)入root，密碼向機(jī)房管理員索?。?opt/sentaurus09/linux/bin/lmdown c /opt/license/synopsys.dat (關(guān)閉license)/opt/sentaurus09/linux/bin/lmgrd c /opt/license/synopsys.dat （安裝license）exit (退出root權(quán)限)Getting Started11/110Creating Projects主菜單仿真工具菜單項(xiàng)目編輯環(huán)境12/110Creating Projects13/110新建文件夾和項(xiàng)目Creating Projects

7、14/110構(gòu)造仿真流程SP工藝仿真SE網(wǎng)格策略和電極定義SD器件特性仿真SE器件繪制以網(wǎng)格定義SD器件特性仿真Creating Projects15/110Creating Projects16/110Building Multiple Experiments17/110Building Multiple Experiments18/110Building Multiple Experiments19/110Building Multiple ExperimentsParameter在cmd文件中的定義與使用:20/110TCAD概述T4 / MediciSentaurusISE Silva

8、co sprocesssdesdeviceTCAD*_fps.tdr*_fps.cmd*_bnd.tdr*.tdr*_msh.tdr*.plt*_dvs.cmd*_des.cmdWorkbench (SWB)21/110Sentaurus Process SimulatorSynopsys Inc.的Sentaurus Process 整合了：Avanti 公司的TSUPREM系列工藝級仿真工具（Tsuprem，Tsuprem，Tsuprem只能進(jìn)行一維仿真，到了第四代的商業(yè)版Tsuprem4能夠完成二維模擬）Avanti公司的Taurus Process 系列工藝級仿真工具；ISE Inte

9、grated Systems Engineering公司的ISE TCAD工藝級仿真工具Dios（二維工藝仿真）FLOOPS-ISE（三維工藝仿真）Ligament（工藝流程編輯）系列工具，將一維、二維和三維仿真集成于同一平臺。22/110Sentaurus Process在保留傳統(tǒng)工藝級仿真工具卡與命令行運(yùn)行模式的基礎(chǔ)上，又作了諸多重大改進(jìn)：增加、設(shè)置了一維模擬結(jié)果輸出工具（Inspect）和二維、三維模擬結(jié)果輸出工具（Tecplot SV）。Inspect 提供了一維模擬結(jié)果的交互調(diào)閱。而Tecplot SV 則實(shí)現(xiàn)了仿真曲線、曲面及三維等輸出結(jié)果的可視化輸出。（ISE TCAD的可視化工

10、具Inspect和tecplot的繼承）增加、設(shè)置了模型參數(shù)數(shù)據(jù)庫瀏覽器（PDB），為用戶提供修改模型參數(shù)及增加模型的方便途徑；23/110Sentaurus ProcessSentaurus Process 還收入了諸多近代小尺寸模型。這些當(dāng)代的小尺寸模型主要有：高精度刻蝕模型及高精度淀積模型；基于Crystal-TRIM 的蒙特卡羅（Monte Carlo）離子注入模型、離子注入校準(zhǔn)模型、注入解析模型和注入損傷模型；高精度小尺寸擴(kuò)散遷移模型等。引入這些小尺寸模型，增強(qiáng)了仿真工具對新材料、新結(jié)構(gòu)及小尺寸效應(yīng)的仿真能力，適應(yīng)未來半導(dǎo)體工藝技術(shù)發(fā)展的需求。24/110Sentaurus Proc

11、ess25/110Sentaurus Process Print（Hello NMOS?。?6/110Sentaurus Process 27/110關(guān)鍵詞SP器件結(jié)構(gòu)說明語句region：用于指定矩形網(wǎng)絡(luò)中的矩形材料區(qū)域Line：用于定義器件的矩形區(qū)域網(wǎng)格Grid：執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)設(shè)置的操作命令Doping：定義分段的線性摻雜剖面分布Refinebox：設(shè)置局部網(wǎng)格參數(shù)，并使用MGOALS庫執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)細(xì)化Contact：設(shè)置器件仿真需要的電極結(jié)構(gòu)信息。SP的工藝步驟說明語句Deposit：淀積語句Diffuse：高溫?zé)釘U(kuò)散與高溫氧化Photo：光刻膠Mask：定義掩膜光刻和離子注入所需要的掩膜類型Et

12、ch：刻蝕Strip：剝離Implant：實(shí)現(xiàn)離子注入仿真的語句28/110定義2D器件區(qū)域#Hello NMOSGraphics online x location= 0.0 spacing= 1.0 tag=SiTop line x location=50.0 spacing=10.0 line x location= 0.5 spacing=50.0 line x location= 2.0 spacing= 0.2 line x location= 4.0 spacing= 0.4 line x location=10.0 spacing= 2.0 tag=SiBottomline y

13、 location=0.0 spacing=50.0 tag=Mid line y location=0.40 spacing=50.0 tag=RightInitial 2D grid.29/110region silicon xlo=SiTop xhi=SiBottom ylo=Mid yhi=Rightinit concentration=1.0e+15 field=Phosphorus wafer.orient=100 （N形襯底）仿真區(qū)域初始化Boron注入implant Boron dose=2.0e13 energy=200 tilt=0 rotation=0implant Bo

14、ron dose=1.0e13 energy= 80 tilt=0 rotation=0implant Boron dose=2.0e12 energy= 25 tilt=0 rotation=0 （P阱）常見摻雜雜質(zhì)N型：Phosphorus、ArsenicP型：Boron30/110生長柵氧化層min.normal.size用來指定邊界處的網(wǎng)格間距，離開表面后按照normal.growth.ratio確定的速率調(diào)整，accuracy為誤差精度。mgoals on min.normal.size=1 max.lateral.size=2.0 normal.growth.ratio=1.4 a

15、ccuracy=2e-5#-Note: accuracy needs to be much smaller than min.normal.sizediffuse temperature=850 time=10.0 O2生長多晶硅deposit poly type=anisotropic thickness=0.18 （各向異性）mask name=gate_mask left=-1 right=90 etch poly type=anisotropic thickness=0.2 mask=gate_masketch oxide type=anisotropic thickness=0.13

16、1/110注意點(diǎn)掩膜版使用前必須要先定義，maskEtch命令用來去除沒有光刻膠保護(hù)的材料多晶硅的二次氧化為減小多晶硅柵表面的應(yīng)力，需要再多晶硅上生長一層薄氧化層diffuse temperature=900 time=10.0 O2 pressure=0.5 mgoals.native默認(rèn)pressure為1atm。Mgoals.native表示自動(dòng)采用MGOALS對這層進(jìn)行網(wǎng)格分布32/110Mgoals.native33/110保存結(jié)構(gòu)文件Sentaurus Process中使用struct命令來保存結(jié)構(gòu)文件，同樣可以使用Tecplot SV來調(diào)閱結(jié)構(gòu)文件。保存格式有TDR和DF-ISE

17、，這里使用TDR格式來保存struct tdr=NMOS4 34/110refinebox silicon min= 0.0 0.05 max= 0.1 0.12 xrefine= 0.01 0.01 0.01 yrefine= 0.01 0.01 0.01 add refinebox remeshLDD和Halo（暈環(huán)）注入前網(wǎng)格的細(xì)化min和max定義refinebox的范圍Xrefine和yrefine定義refinebox的網(wǎng)格細(xì)化規(guī)則The first number specifies the spacing at the top or left side of the box, t

18、he second number defines the spacing in the center, and the last one at the bottom or right side of the box.35/110LDD和Halo（暈環(huán)）注入LDD注入形成N-區(qū)域，為了有效抑制熱載流子效應(yīng)Halo注入目的是在源漏的邊緣附近形成高濃度的硼摻雜區(qū)域，用來有效抑制有可能發(fā)生的短溝道效應(yīng)implant Arsenic dose=4e14 energy=10 tilt=0 rotation=0 （注入角、旋轉(zhuǎn)角）implant Boron dose=0.25e13 energy=20 ti

19、lt=30 rotation=0 implant Boron dose=0.25e13 energy=20 tilt=30 rotation=90 implant Boron dose=0.25e13 energy=20 tilt=30 rotation=180 implant Boron dose=0.25e13 energy=20 tilt=30 rotation=270 diffuse temperature=1050 time=5.036/110LDD和Halo（暈環(huán)）注入LDDHalo制備前37/110側(cè)墻制備制備過程：在整個(gè)結(jié)構(gòu)上淀積一層均勻的氧化硅層及氮化硅層設(shè)置type=iso

20、tropic保證生長速率的各向同性隨后，將淀積的氧化層和氮化硅層刻蝕掉刻蝕僅在垂直方向進(jìn)行，則淀積在柵區(qū)邊緣的材料并未被腐蝕掉，形成側(cè)墻，以此作為源/漏注入時(shí)的掩膜deposit oxide type=isotropic rate =1 time=0.005 deposit nitride type=isotropic thickness=60 etch nitride type=anisotropic thickness=84 etch oxide type=anisotropic thickness=10struct tdr=SP各相同性淀積各相異性刻蝕38/110制備結(jié)果39/110So

21、urce/Drain注入前網(wǎng)格再細(xì)化refinebox silicon min= 0.04 0.05 max= 0.18 0.4 xrefine= 0.01 0.01 0.01 yrefine= 0.05 0.05 0.05 add refinebox remesh40/110Source/Drain注入implant Arsenic dose=5e15 energy=40 tilt=7 rotation=-90 diffuse temperature=1050 time=10.0struct tdr=SDim為了確保source和drain區(qū)域較低的電阻率，采用高劑量（5e15cm-2）。傾

22、斜7角防止溝道效應(yīng)，離子注入過深41/110Source/Drain注入注入前注入以及退火后42/110接觸孔Isotropic（各向同性）刻蝕是為了把殘留的金屬刻蝕干凈deposit Aluminum type=isotropic thickness=30 #0.2到1m的部分被保護(hù)了下來mask name=contacts_mask left=0.2 right=1.0etch Aluminum type=anisotropic thickness=0.25 mask=contacts_mask etch Aluminum type=isotropic thickness=0.02 mas

23、k=contacts_mask43/110翻轉(zhuǎn)由于漏源對稱，所以翻轉(zhuǎn)，加快設(shè)計(jì)周期transform reflect left #TDRstruct smesh=nnode注意：nnode的用法！根據(jù)節(jié)點(diǎn)自動(dòng)編號， 便于流程化操作44/110NMOS結(jié)構(gòu)45/110NMOS結(jié)構(gòu)46/110TCAD概述T4 / MediciSentaurusISE Silvaco sprocesssdesdeviceTCAD*_fps.tdr*_fps.cmd*_bnd.tdr*.tdr*_msh.tdr*.plt*_dvs.cmd*_des.cmdWorkbench (SWB)47/110Structure

24、Editor的重要性網(wǎng)格設(shè)置對方程(x-2)2=0的數(shù)值解的影響48/110Sentaurus Structure EditorSDE是Synopsys Inc. TCAD Sentaurus系列工具中新增加的、具有器件結(jié)構(gòu)編輯功能的集成化TCAD器件結(jié)構(gòu)生成器?？膳csprocess聯(lián)用，彌補(bǔ)各自的不足。在圖形化用戶界面（GUI-Graphic User Interface）下，交互可視地生成、編輯器件結(jié)構(gòu)。也可以在批處理命令模式下使用腳本語言來創(chuàng)建器件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。系統(tǒng)的圖形用戶界面（GUI）與批處理命令腳本模式是可逆的可視化的器件結(jié)構(gòu)與參數(shù)化的器件結(jié)構(gòu)相對應(yīng)49/110Sentaurus S

25、tructure Editor包含以下幾個(gè)工具模塊：二維器件編輯（Device Editor）模塊三維器件編輯（Device Editor）模塊Procem三維工藝制程仿真模塊具有的主要特征如下：具有優(yōu)秀的幾何建模內(nèi)核，為創(chuàng)建可視化模型提供了保障擁有高質(zhì)量的繪圖引擎和圖形用戶界面（GUI）共享DFISE和TDR輸入和輸出的文件格式50/110SentaurusSE 3D圖例Source (Drain)Drain (Source)SiO2Gate51/110How to use SDE啟動(dòng)演示啟動(dòng)方式命令提示符下輸入：sde52/110How to use SDE(sdeio:read-tdr-

26、bnd nnode|sprocess_bnd.tdr)(sdedr:define-submesh-placement ExternalProfilePlacement_1 ExternalProfileDefinition_1 NoReplace)#t(sdedr:define-submesh ExternalProfileDefinition_1 nnode|sprocess_fps.tdrnnode|sprocess_fps.tdr w)#t53/110How to use SDE54/110How to generate 2D boundaries？SDE主窗口演示命令編輯器畫圖區(qū)55/

27、110How to generate 2D boundaries？To start a new object and discard all objects that have been previously definedFileNew, or Ctrl+N, or click the corresponding toolbar button.The corresponding Scheme command is:(sde:clear) 56/110How to generate 2D boundaries？開啟準(zhǔn)確坐標(biāo)模式為了能準(zhǔn)確定義器件的坐標(biāo)Boolean ABAThe corresp

28、onding Scheme command is:(sdegeo:set-default-boolean “ABA”) 57/110How to generate 2D boundaries？Selecting Materialsfor example,SiliconCreating Rectangular RegionsDrawCreate 2D RegionRectangle, or click the corresponding toolbar button.Drag the pointer to draw a rectangle in the view window. TheExact

29、 Coordinatesdialog box is displayed.Enter(-0.5 0.0), (0.5 1.0)in the corresponding fields and clickOK.58/110How to generate 2D boundaries？Creating Other Revice Rectangular Regions做什么用？順序能換嗎？The corresponding Scheme command is:(sdegeo:create-rectangle (position -0.5 0.0 0.0) (position 0.5 1.0 0.0) Si

30、licon region_1)(sdegeo:create-rectangle (position -0.2 -40e-4 0.0) (position 0.2 0.0 0.0) SiO2 region_2) (sdegeo:create-rectangle (position -0.2 -0.2 0.0) (position 0.2 -40e-4 0.0) Si3N4 region_3) (sdegeo:create-rectangle (position -0.1 -0.2 0.0) (position 0.1 -40e-4 0.0) PolySilicon region_4) (sdeg

31、eo:create-rectangle (position -0.5 0.1 0.0) (position 0.5 0.2 0.0) SiO2 region_5)59/110How to generate 2D boundaries？注意坐標(biāo)軸方向-0.50.51X60/110How to generate 2D boundaries？分塊處理(需要對不同區(qū)域進(jìn)行不同處理，比如大塊的Si)EditSeparate LumpsThe corresponding Scheme command is:(sde:assign-material-and-region-names all)61/110Ho

32、w to generate 2D boundaries？Rounding Edges (側(cè)墻磨邊處理)Edit ParametersDefine fillet-radius in the VariableVariable field and enter 0.08 for the ValueValue.ClickSetand then clickClose.Click theSelection Levellist and selectSelect Vertex.Click theAperture Selectbutton in the toolbar. Click the upper-left

33、corner of the spacer to highlight the vertex.EditEdit 2DFillet.Repeat the last two steps with the upper-right corner of the spacer.62/110How to generate 2D boundaries？Rounding Edges (側(cè)墻磨邊處理)The corresponding Scheme command is:(sde:define-parameter fillet-radius 0.08 0.0 0.0 )(sdegeo:fillet-2d (find-

34、vertex-id (position -0.2 -0.2 0.0) fillet-radius) (sdegeo:fillet-2d (find-vertex-id (position 0.2 -0.2 0.0) fillet-radius)63/110How to generate 2D boundaries？定義ContactsContactsContact Sets.TheContact Setsdialog box is displayed.定義contacts屬性. 在Contact Name中輸入名字.在Edge Color中給contact賦RBG顏色； 也可以修改 Edge

35、Thickness值用來區(qū)分contact；Face Pattern一項(xiàng)只對一項(xiàng)只對 定義3D contacts有效64/110How to generate 2D boundaries？定義Contacts點(diǎn)擊Set增加已經(jīng)定義好的Contact. 重復(fù)操作Close為什么要定義電極The corresponding Scheme command is:(sdegeo:define-contact-set source 4.0 (color:rgb 1.0 0.0 0.0 ) #) (sdegeo:define-contact-set drain 4.0 (color:rgb 0.0 1.0

36、 0.0 ) #) (sdegeo:define-contact-set gate 4.0 (color:rgb 0.0 0.0 1.0 ) #) (sdegeo:define-contact-set substrate 4.0 (color:rgb 1.0 1.0 0.0 ) #) (sdegeo:define-contact-set bodytie 4.0 (color:rgb 1.0 0.0 1.0 ) #)65/110How to generate 2D boundaries？將已經(jīng)定義好的Contacts設(shè)置到邊界上ContactsContact Sets.TheContact Se

37、tsdialog box is displayed.在已經(jīng)定義好的庫中，選擇需要的contact，比如source點(diǎn)擊Activate激活被選中的contact其他類似操作66/110How to generate 2D boundaries？將已經(jīng)定義好的Contacts設(shè)置到邊界上用選擇邊界工具選中邊界ContactsSet Edge(s)（3/5）The corresponding Scheme command is:(sdegeo:define-2d-contact (find-edge-id (position -0.4 0.0 0.0) source) (sdegeo:define

38、-2d-contact (find-edge-id (position 0.4 0.0 0.0) drain) (sdegeo:define-2d-contact (find-edge-id (position 0.0 1.0 0.0) substrate)67/110How to generate 2D boundaries？Adding VerticesDrawAdd Vertexor click the corresponding toolbar button.Exact Coordinates對話出現(xiàn)輸入(-0.1 0.1)和和(-0.05 0.1)創(chuàng)造2個(gè)端點(diǎn)4/5The corre

39、sponding Scheme command is:(sdegeo:insert-vertex (position -0.10 0.1 0.0) (sdegeo:insert-vertex (position -0.05 0.1 0.0) (sdegeo:define-2d-contact (find-edge-id (position -0.07 0.1 0.0) bodytie) 68/110How to generate 2D boundaries？4個(gè)contacts定義完畢69/110How to generate 2D boundaries？如何定義一個(gè)區(qū)域?yàn)閏ontact選擇方

40、式為BodyContactsSet Region Boundary EdgesEdit2D Edit ToolsDelete RegionThe corresponding Scheme command is:(sdegeo:set-current-contact-set gate) (sdegeo:set-contact-boundary-edges (find-body-id (position 0.0 -0.1 0.0) (sdegeo:delete-region (find-body-id (position 0.0 -0.1 0.0)70/110How to generate 2D

41、boundaries？區(qū)域重命名默認(rèn)區(qū)域名字一般為region_1或者region_1_lump，不適合后期進(jìn)行摻雜或者網(wǎng)格定義等操作步驟：選取方式為Body選擇區(qū)域EditChange Region Name完成命名規(guī)則化71/110How to generate 2D boundaries？卡命令-R代表Region為了能查看剛改的區(qū)域命名情況The corresponding Scheme command is:(sde:add-material (find-body-id (position 0.0 0.8 0.0) Silicon R.Substrate) (sde:add-mate

42、rial (find-body-id (position 0.0 0.15 0.0) SiO2 R.Box) (sde:add-material (find-body-id (position 0.0 0.05 0.0) Silicon R.Siliconepi) (sde:add-material (find-body-id (position 0.0 -20e-4 0.0) SiO2 R.Gateox) (sde:add-material (find-body-id (position -0.15 -0.1 0.0) Si3N4 R.Spacerleft) (sde:add-materia

43、l (find-body-id (position 0.15 -0.1 0.0) Si3N4 R.Spacerright)The corresponding Scheme command is:(sde:showattribs all)改名72/110How to generate 2D boundaries？保存器件結(jié)構(gòu).sat（SE特有）File Save Mode保存器件結(jié)構(gòu).tdrThe corresponding Scheme command is:(sde:save-model soifet_bnd)The corresponding Scheme command is:(sdei

44、o:save-tdr-bnd (get-body-list) soifet_bnd.tdr)73/110How to generating doping profiles硅襯底摻雜DeviceConstant Profile Placement材料選擇硅選擇常數(shù)摻雜摻雜雜質(zhì)為boron，濃度為1e15點(diǎn)擊Add/Change PlacementCloseThe corresponding Scheme command is:(sdedr:define-constant-profile Const.Silicon BoronActiveConcentration 1e+15) (sdedr:de

45、fine-constant-profile-material PlaceCD.Silicon Const.Silicon Silicon)74/110How to generating doping profiles硅外延摻雜DeviceConstant Profile Placement選擇區(qū)域名為R.Siliconepi摻雜雜質(zhì)為boron，濃度為1e17點(diǎn)擊Add/Change PlacementCloseThe corresponding Scheme command is:(sdedr:define-constant-profile Const.Epi BoronActiveConc

46、entration 1e17) (sdedr:define-constant-profile-region PlaceCD.Epi Const.Epi R.Siliconepi)75/110How to generating doping profiles解析摻雜MeshDefine Ref/Eval WindowLine （基線）（基線）Enter(-0.8 0)for the start point and clickOKEnter(-0.2 0)for the end point and clickOK重復(fù)重復(fù)The corresponding Scheme command is:(sd

47、edr:define-refinement-window BaseLine.Source Line (position -0.8 0.0 0.0) (position -0.2 0.0 0.0) (sdedr:define-refinement-window BaseLine.Drain Line (position 0.2 0.0 0.0) (position 0.8 0.0 0.0) (sdedr:define-refinement-window BaseLine.SourceExt Line (position -0.8 0.0 0.0) (position -0.1 0.0 0.0)

48、(sdedr:define-refinement-window BaseLine.DrainExt Line (position 0.1 0.0 0.0) (position 0.8 0.0 0.0)76/110How to generating doping profiles解析摻雜DeviceAnalytic Profile Placement雜質(zhì)為磷，選取高斯分布方式SourceExt和DrainExt形成LDD77/110How to generating doping profiles保存摻雜分布.sat（SE特有）File Save ModeThe corresponding Sc

49、heme command is:(sde:save-model “soifet_dop_sde”)需要?78/110Generating Meshes網(wǎng)格策略主要步驟硅外延區(qū)域-精網(wǎng)格布置MeshRefinement Placement選擇R.Siliconepi區(qū)域X方向，最大網(wǎng)格0.1最小0.005Y方向，最大0.0125最小0.005選擇摻雜漸變函數(shù)79/110Generating Meshes定義窗口（不能利用區(qū)域的時(shí)候）MeshDefine Ref/Eval WindowRectangle對channel和整體部分進(jìn)行定義The corresponding Scheme comman

50、d is:(sdedr:define-refinement-window RefWin.all Rectangle (position -0.5 1.0 0.0) (position 0.5 -0.2 0.0) (sdedr:define-refinement-window RefWin.Channel Rectangle (position -0.1 0.0 0.0) (position 0.1 0.1 0.0)80/110Generating Meshes利用定義好的窗口進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)布置MeshRefinement PlacementRef/Win選擇RefWin.allX方向，最大0.25最

51、小0.1Y方向，最大0.25最小0.1較粗略的網(wǎng)格安排The corresponding Scheme command is:(sdedr:define-refinement-size RefDef.all 0.25 0.1 0.25 0.1) (sdedr:define-refinement-placement PlaceRF.all RefDef.all RefWin.all)81/110Multibox Mesh Strategy in Refinement Windows策略策略由于在某些應(yīng)用中會需要用到逐漸變化的網(wǎng)格線的策略比如在MOS管溝道，尤其是Silicon-Oxide交界面處

52、，需要密集的網(wǎng)格線以便于計(jì)算，而離該界面越遠(yuǎn)，需要的網(wǎng)格可以越寬松。這樣既可以省去CPU計(jì)算時(shí)間，又可以為器件結(jié)構(gòu)帶來精確計(jì)算。具體步驟如下82/110Generating MeshesMultibox Mesh StrategyMeshMultibox Placement選取定義好的RefWin.Channel塊X方向和Y方向的策略見圖保存保存The corresponding Scheme command is:(sdedr:define-multibox-size MB.Channel 0.05 0.0125 0.025 1e-4 1 1.35) (sdedr:define-multib

53、ox-placement PlaceMB.Channel MB.Channel RefWin.Channel)(sde:save-model “soifet_msh_sde”)83/110Generating MeshesMeshing the Device Structure網(wǎng)格策略基本布置完成，仍然需要利用Meshing engine把網(wǎng)格建造出來步驟MeshBuild Mesh-s （2D必須選）-F （產(chǎn)生.tdr）3D則用NOFFSET引擎SNMesh三角網(wǎng)格84/110Generating MeshesMESH成果SDE查看Tecplot查看85/1103D3D MOSFET86/

54、110TCAD概述T4 / MediciSentaurusISE Silvaco sprocesssdesdeviceTCAD*_fps.tdr*_fps.cmd*_bnd.tdr*.tdr*_msh.tdr*.plt*_dvs.cmd*_des.cmdWorkbench (SWB)87/110Sentaurus Device Simulator內(nèi)嵌一維、二維及三維器件物理特性模型仿真的方式主要是通過數(shù)值求解一維、二維或三維的半導(dǎo)體物理基本方程 (泊松方程、連續(xù)性方程及運(yùn)輸方程)得到經(jīng)工藝仿真而生成的或自定義的器件在有源或無源以及相應(yīng)的外圍電路作用下的電學(xué)參數(shù)和電學(xué)特性仿真對象多元化Senta

55、urus Device除了能實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)的硅器件的仿真外，還可以進(jìn)行光電器件、異質(zhì)結(jié)器件、量子器件以及化合物半導(dǎo)體器件的物理特性模擬88/110Sentaurus Device SimulatorSentaurus Device支持三種仿真類型：單器件型、單器件-電路型、多器件-電路型89/110Sentaurus Device SimulatorSentaurus Device通過數(shù)值模擬和可視化的輸出，可以得到器件在無源狀態(tài)下的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和器件物理特性參數(shù)如各區(qū)域內(nèi)的電位、電場、雜質(zhì)的縱向分布、橫向分布及等位分布各區(qū)域內(nèi)載流子壽命、遷移率及其與雜質(zhì)濃度間的定量關(guān)系各區(qū)域內(nèi)的電流密度、電子復(fù)合率與

56、產(chǎn)生率的變化各區(qū)域內(nèi)電場場強(qiáng)和內(nèi)電勢分布等數(shù)據(jù)!90/110Sentaurus Device SimulatorSentaurus Device在保留經(jīng)典器件物理特性模型基礎(chǔ)上，又增加了許多小尺寸器件物理模型，以滿足當(dāng)前對納米器件物理特性分析的技術(shù)需求有載流子隧道擊穿模型包括直接隧道擊穿熱電子發(fā)射誘發(fā)的擊穿非局域隧道擊穿等這些模型的引入為分析各類小尺寸效應(yīng)的特定成因和危害提供了有效的途徑91/110SentaurusD Examples晶體管CMOS圖像傳感器閃存SCR結(jié)構(gòu)電流路徑ESD92/110Sentaurus DeviceFile 定義器件結(jié)構(gòu)的輸入文件和輸出文件的名稱Thermode 定義器件的電極溫度 (可以省略)Electrode 定義器件的電極相關(guān)信息Physics 定義器件過程中使用的物理模型Plot 定義所有的計(jì)算變量Math 定義DESSIS仿真時(shí)算法的設(shè)置Solve 定義電壓掃描，仿真電學(xué)特性 93/110FileGrid = “tdr”Parameters = “parameters”O(jiān)utput = “l(fā)og”Current = “plot”Plot = “tdrdat”94/