半导体工艺模拟和器件仿真.ppt
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1、第九讲 半导体工艺模拟和器件仿真,主讲人:马 奎 2014-07-14,ASIC芯片完整设计流程,工艺设计,工艺模拟,器件设计,器件模拟,设计要求,行为设计,逻辑设计,制版流片,物理设计,系统设计,电路设计,行为模拟,逻辑模拟,版图验证,系统模拟,电路模拟,前端设计,后端设计,目 录,半导体工艺 半导体器件测试 为什么要借助CAD软件进行工艺模拟和器件仿真 TCAD简介 Silvaco平台简介 Deckbuild简介 Silvaco文件类型及命令格式,半导体工艺,薄膜生长工艺 热氧化工艺 淀积工艺 光刻和刻蚀工艺 掺杂工艺 热扩散 离子注入 减薄及背面金属化,微电子芯片制造现场,微电子工艺线的
2、空气处理系统结构图,半导体工艺_Bipolar工艺流程,半导体工艺_CMOS工艺流程,半导体工艺_BCD工艺流程,半导体工艺_小结,工艺过程较复杂; 实际工艺中可视性不强; 每一步工艺存在偏差都会导致“全盘皆输”; 各工艺步骤都会耗费昂贵的原材料; 基于实验开发新工艺需要较长的周期; 工艺设备(尤其是光刻设备)成本较高。,半导体器件测试,直流参数的测试 需要用到稳压源、晶体管特性图示仪、万用表等。 交流参数的测试 需要用到信号源、示波器等。 特殊参数的测试 热特性、抗辐射特性、极限参数等的测试需要更复 杂的外围网络和更昂贵的仪器设备。,为什么要借助CAD软件进行工艺模拟和器件仿真?,借助CAD
3、软件的优点,对于工艺 可避免复杂的系统和高投入; 每一步工艺的可视性强; 开发周期短。 对于测试 可避免复杂的系统和高投入; 可在工艺工程中进行分步测试; 方便快捷。,TCAD简介,定义 TCADTechnology Computer Aided Design 半导体工艺和器件的计算机辅助设计 商用的TCAD工具: Silvaco公司的Athena和Atlas Avanti公司的Tsuprem/Medici ISE公司的Dios/Dessis,Silvaco平台简介,简介 提供了TCAD驱动的CAD环境,使半导体工艺可以给所有阶段的IC设计提供强大的动力; 工艺模拟和器件仿真; SPICE模型
4、的生成和开发; 互连寄生参数的极其精确的描述; 基于物理的可靠性建模以及传统的CAD; 所有功能整合在同一的框架中,为工程师在完整的设计中任何阶段所做的更改而导致的性能、可靠性等效结果提供直接的反馈。,Silvaco仿真路线图,Silvaco软件架构,Athena简介,提供半导体工艺的数值和物理的二维模拟。 模拟各项集成电路制造工艺,如:热扩散、离子注入、热氧化、薄膜淀积、刻蚀等。 所有关键制造步骤的快速精确模拟,包括CMOS、Bipolar、SiGe、SOI、-、光电子器件以及功率器件技术。 精确预测器件结构中的几何结构、掺杂剂量分配、应力等。,Athena的模块及功能,Athena输入/输
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