SilvacoTCAD工藝仿真模塊及工藝仿真流程PPT課件

1、Page 1 主要內(nèi)容第一部分工藝仿真器介紹第二部分工藝仿真流程第三部分總結第1頁/共32頁Page 21 工藝仿真器介紹第一部分工藝仿真器介紹第二部分工藝仿真流程第三部分總結第2頁/共32頁1.1 工藝仿真模塊Page 3工藝仿真軟件 二維硅工藝仿真器蒙托卡諾注入仿真器硅化物模塊的功能精英淀積和刻蝕仿真器蒙托卡諾沉積刻蝕仿真器先進的閃存材料工藝仿真器光電印刷仿真器DeckBuild 集成環(huán)境3SSuprem4ATHENA第3頁/共32頁1.1.1 ATHENA 分析和優(yōu)化標準的和最新的隔離流程，包括 LOCOS，SWAMI，以及深窄溝的隔離 在器件制造的不同階段分析先進的離子注入方法超淺結注

2、入，高角度注入和為深阱構成的高能量注入 支持多層次雜質(zhì)擴散，以精確預測襯底與鄰近材料表面的雜質(zhì)行為 考慮多重擴散影響，包括瞬態(tài)增強的擴散，氧化/硅化加強的擴散，瞬態(tài)激活作用，點缺陷和簇群構造以及材料界面的再結合，雜質(zhì)分離，和傳輸 通過 MaskViews 的掩模構造說明，工程師可以有效地分析在每個工藝步驟和最終器件結構上的掩模版圖變動的影響。 與光電平面印刷仿真器和精英淀積和刻蝕仿真器集成，可以在物理生產(chǎn)流程中進行實際的分析。Page 4第4頁/共32頁1.1.2 SSuprem4 實驗驗證的 Pearson 和 dual-Pearson 注入模型 非高斯深度相關的橫向注入分布函數(shù) 擴展的注入

3、矩表，有能量，劑量，旋轉(zhuǎn)和氧化物厚度變化 用戶定義的或蒙特卡洛提取的注入矩 雜質(zhì)擴散和點缺陷擴散完全復合 氧化和硅化增強/延緩的擴散 快速的熱量減退和瞬態(tài)增強擴散 (TED) 由于導致點缺陷的注入和311空隙束而引起的 TED 影響 以顆粒為基礎的多晶硅擴散模式 應力相關的粘性氧化模型 分離硅和多晶硅的氧化率系數(shù)與摻雜濃度相關性 經(jīng)由 MaskViews 的淀積作用和刻蝕說明 外延生長模擬Page 5第5頁/共32頁1.1.3 MC 蒙特卡洛注入仿真器 在所有主要的三維結晶方向的離子引導 以物理為基礎的損傷積累和無定形的影響 在無定形區(qū)域的隨機碰撞 二維拓撲影響包括離子遮蔽和反射 可以在 20

4、0eV-2MeV 的大范圍內(nèi)精確校準能量 偏差減少模擬技術可以提升十倍的效率 精確計算由損傷，表面氧化，光束寬度變化，注入角度，以及能量和不定形材料引起的分離通道影響Page 6第6頁/共32頁1.1.4 硅化物模塊 的功能 適用于鈦，鎢和鉑的硅化物 在基片硅中硅化物增強擴散 擴散和反作用的有限生長率 在硅化物/金屬以及硅化物/硅（多晶硅）界面的反作用和邊界運動 精確的材料消耗模型 硅和多晶硅材料的獨立比率Page 7第7頁/共32頁1.1.5 精英淀積和刻蝕仿真器 以物理為基礎的刻蝕和淀積模型 帶有各向異性性和各向同性刻蝕率的材質(zhì)回流模型 干法刻蝕模式的光束擴散 微加載影響 由單向的，雙向的

5、，半球狀的，軌道式的，以及圓錐形源引起的淀積作用Page 8第8頁/共32頁1.1.6 光刻仿真器 投射，接近，和接觸系統(tǒng) 模擬非平面的基礎構造 相位移位，二元以及局部傳動的掩模 g，h，i，DUV 和寬線源 散焦，任意光源形狀，空間過濾以及局部相關性影響 高數(shù)字的孔徑模型 四級照明模型 照明系統(tǒng)失常模型 考慮到衍射影響的曝光模型 一流的開發(fā)模型 后曝光烘培模式 頂部和底部的抗反射鍍膜 支持使用 Bossung 曲線和 ED 目錄結構的 CD 控制 為印制的圖像提供交互式光學接近校正Page 9第9頁/共32頁1.2 可仿真的工藝 Bake CMP Deposition Development

6、 Diffusion EpitaxyPage 10 Etch Exposure Imageing Implantation Oxidation Silicidation第10頁/共32頁1.3 ATHENA輸入和輸出Page 11ATHENA第11頁/共32頁Page 122 工藝仿真流程第一部分第二部分工藝仿真器介紹第三部分總結工藝仿真流程第12頁/共32頁2 工藝仿真流程 1 建立仿真網(wǎng)格 2 仿真初始化 3 工藝步驟 4 提取特性 5 結構操作 6 Tonyplot顯示Page 13第13頁/共32頁2.1.1 網(wǎng)格定義的命令及參數(shù) 定義某座標附近的網(wǎng)格線間距來建立仿真網(wǎng)格Page 14

7、XY0 x1x2s1s2y1y2s3s4line x location=x1 spacing=s1line x location=x2 spacing=s2line y location=y1 spacing=s3line y location=y2 spacing=s4網(wǎng)格間距會根據(jù)loc和Spac自動調(diào)整網(wǎng)格定義對仿真至關重要第14頁/共32頁2.1.2 網(wǎng)格定義的例子Page 15line x loc=0.0 spac=line x loc=1.0 spac=line y loc=0.0 spac=line y loc=2.0 spac=非均勻網(wǎng)格的例子：均勻網(wǎng)格的例子：第15頁/共32

8、頁2.1.3 網(wǎng)格定義需要注意的地方 疏密適當（在物理量變化很快的地方適當密一些） 不能超過上限（20000） 仿真中很多問題其實是網(wǎng)格設置的問題，要注意查看報錯的信息 和網(wǎng)格定義相關的命令和參數(shù)還有：命令，relax；淀積和外延時的dy, ydy等參數(shù)Page 16第16頁/共32頁2.2.1 初始化的命令及參數(shù) 命令initialize可定義襯底或初始化仿真 襯底參數(shù):material, orientation, , resitivity 初始化仿真：infile導入已有的結構仿真維度，, two.d 網(wǎng)格和結構，, scale, flip.y Page 17第17頁/共32頁2.2.2

9、初始化的例句Page 18init gaas c.selenium=1e15 orientation=100init phosphor resistivity=10 工藝仿真從結構中開始：GaAs襯底，含硒濃度為1015cm-3，晶向100：硅襯底，磷摻雜，電阻率為10.cmAlGaAs襯底，Al的組分為采用默認參數(shù)，二維初始化仿真：第18頁/共32頁2.2.3 初始化的例子 采用默認參數(shù)初始化Page 19go athenatonyplot quit第19頁/共32頁2.2.4 網(wǎng)格釋放 命令Relax釋放網(wǎng)格 參數(shù)： material, dir.x | dir.y surface,Page

10、 20go athenatonyplot第20頁/共32頁2.3 工藝步驟 對具體的工藝進行仿真 這些工藝包括 Bake，CMP，Deposition，Development，Diffusion，Epitaxy，Etch，Exposure，Imaging，Implantation，Oxidation，Silicidation 本節(jié)課先簡單介紹氧化（Oxidation）工藝Page 21第21頁/共32頁2.3.1 氧化的命令及參數(shù) 得到氧化層的辦法可以是擴散（diffuse）和淀積（deposit）,這節(jié)課稍微介紹一下diffuse Diffuse做氧化主要參數(shù)有：擴散步驟的參數(shù)，time,

11、temperature, 擴散氛圍的參數(shù)，dryo2|weto2|nitrogen|inert, , pressure, , 模型參數(shù)，, 混雜參數(shù)，, reflowPage 22第22頁/共32頁2.3.2 Diffuse做氧化的例子Page 23diffuse time=30 temp=1000 f.o2=10diffuse time=30 temp=1200 dryo2氧化時間30分鐘，1200度，干氧氧化時間30分鐘，1000度，氧氣流速10sccmgo athenaline x loc=0.0 spac=0.02line x loc=1.0 spac=0.10line y loc=0

12、.0 spac=0.02line y loc=2.0 spac=0.20init two.ddiffuse time=30 temp=1200 dryo2tonyplot quit干氧氧化的完整語法：第23頁/共32頁2.4 提取特性 Deckbuild有內(nèi)建的抽取功能，在ATHENA中某一步工藝之后抽?。翰牧虾穸?，結深，表面濃度，濃度分布，方塊電阻等特性 由QUICKMOS和QUICKBIP可以得到一維時的器件特性，如閾值電壓、一維結電容等等。 命令:extractPage 24第24頁/共32頁2.4.1 自動生成提取語句Page 25第25頁/共32頁2.4.2 提取氧化層厚度的例子 在

13、菜單欄中自動生成抽取語句Page 26go athenadiffuse time=30 temp=1200 dryo2extract name=“Tox” thickness oxide mat.occno=1 x.val=0tonyplot EXTRACT init infile=AIa02224EXTRACT extract name=Tox thickness oxide mat.occno=1 x.val=0WARNING: specified cutline may give inaccurate values resulting from proximity to structur

14、e edge, (min=0, max=1)Tox=1378.95 angstroms (0.137895 um) X.val=0EXTRACT quit輸出窗口顯示的結果：第26頁/共32頁2.5 結構操作的命令及參數(shù) 命令structure 可以保存和導入結構，對結構做鏡像或翻轉(zhuǎn) 參數(shù)：infile, outfile, , mirror left|right|top |bottom 在仿真到一定步驟時可 適當保存結構Page 27go athenadiffuse time=30 temp=1200 dryo2structure extract name=Tox thickness oxide mat.occno=1tonyplot 第27頁/共32頁2.6 Tonyplot 顯示 Tonyplot可以顯示仿真得到的結構和數(shù)據(jù) 工具多（cutline,ruler,probe,movie） 使用靈活（set, 方便的Disp