新一代工藝及器件仿真工具Sentaurus培訓(xùn)講學(xué)課件

新一代工藝及器件仿真工具Sentaurus新一代工藝及器件仿真工具SentaurusTCAD概述什么是TCAD？TCAD計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)(TechnologyComputerAidedDesign)ProcessSimulation；DeviceSimulationTCAD工具有哪些？SentaurusWorkbench(SWB)SentaurusProcess(sprocess)SentaurusStructureEditor(sde)SentaurusDevice(sdevice)TecplotSV/InspectTCAD概述什么是TCAD？Synopsys公司簡(jiǎn)介Synopsys公司總部設(shè)在美國(guó)加利福尼亞州MountainView，有超過(guò)60家分公司分布在北美、歐洲與亞洲。2002年并購(gòu)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公司收購(gòu)瑞士ISE(IntegratedSystemsEngineering)公司后發(fā)布的產(chǎn)品，全面繼承了ISETCAD,Medici和Tsuprem4的所有特性及優(yōu)勢(shì)。Synopsys公司簡(jiǎn)介Synopsys公司總部設(shè)在美國(guó)加利TCAD概述T4/MediciSentaurusISE

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sprocesssdesdeviceTCAD*_fps.tdr*_fps.cmd*_bnd.tdr*.tdr*_msh.tdr*.plt*_dvs.cmd*_des.cmdWorkbench(SWB)TCAD概述T4/MedicisprocesssdesdTCAD概述T4/MediciSentaurusISE

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sprocesssdesdeviceTCAD*_fps.tdr*_fps.cmd*_bnd.tdr*.tdr*_msh.tdr*.plt*_dvs.cmd*_des.cmdWorkbench(SWB)TCAD概述T4/Medicisprocesssdesd

SentaurusWorkbench介紹與使用

GettingStartedCreatingProjectsBuildingMultipleExperiments

SentaurusWorkbench介紹與使用

GettWorkbench基于集成化架構(gòu)模式來(lái)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Workbench基于集成化架構(gòu)模式來(lái)組織、實(shí)施TCAD仿真SWB的工具特征SWB被稱為“虛擬的集成電路芯片加工廠”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(cè)仿真的動(dòng)態(tài)過(guò)程。SWB的工具特征SWB被稱為“虛擬的集成電路芯片加工廠”安裝在137服務(wù)器下利用putty軟件在137中取得端口號(hào)：vncserver–geometry1280x960利用VNC軟件登陸137服務(wù)器

GettingStarted

安裝在137服務(wù)器下

GettingStarted

打開(kāi)軟件指令：source/opt/demo/sentaurus.envGENESISe&重裝license指令su-（進(jìn)入root，密碼向機(jī)房管理員索取）/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)

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打開(kāi)軟件指令：source/opt/demo/sentauCreatingProjects主菜單仿真工具菜單項(xiàng)目編輯環(huán)境CreatingProjects主菜單仿真工具菜單項(xiàng)目編輯CreatingProjectsCreatingProjects新建文件夾和項(xiàng)目CreatingProjects新建文件夾和項(xiàng)目CreatingProjects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CreatingProjects構(gòu)造仿真流程SPSESDSESDCreatingProjeCreatingProjectsCreatingProjectsBuildingMultipleExperimentsBuildingMultipleExperimentsBuildingMultipleExperimentsBuildingMultipleExperimentsBuildingMultipleExperimentsBuildingMultipleExperimentsBuildingMultipleExperimentsParameter在cmd文件中的定義與使用:BuildingMultipleExperimentsPTCAD概述T4/MediciSentaurusISE

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sprocesssdesdeviceTCAD*_fps.tdr*_fps.cmd*_bnd.tdr*.tdr*_msh.tdr*.plt*_dvs.cmd*_des.cmdWorkbench(SWB)TCAD概述T4/MedicisprocesssdesdSentaurusProcessSimulatorSynopsysInc.的SentaurusProcess整合了：Avanti公司的TSUPREM系列工藝級(jí)仿真工具（Tsupremⅰ，Tsupremⅱ，Tsupremⅲ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TaurusProcess系列工藝級(jí)仿真工具；ISEIntegratedSystemsEngineering公司的ISETCAD工藝級(jí)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(tái)。SentaurusProcessSimulatorSynSentaurusProcess在保留傳統(tǒng)工藝級(jí)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（TecplotSV）。Inspect提供了一維模擬結(jié)果的交互調(diào)閱。而TecplotSV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。（ISETCAD的可視化工具Inspect和tecplot的繼承）增加、設(shè)置了模型參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)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；SentaurusProcess在保留傳統(tǒng)工藝級(jí)仿真工具卡SentaurusProcessSentaurusProcess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（MonteCarlo）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(duì)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(lái)半導(dǎo)體工藝技術(shù)發(fā)展的需求。SentaurusProcessSentaurusProSentaurusProcessSentaurusProcessSentaurusProcessPrint（HelloNMOS?。㏒entaurusProcessPrint（HelloSentaurusProcessSentaurusProcess關(guān)鍵詞SP器件結(jié)構(gòu)說(shuō)明語(yǔ)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(kù)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(shuō)明語(yǔ)句Deposit：淀積語(yǔ)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(lèi)型Etch：刻蝕Strip：剝離Implant：實(shí)現(xiàn)離子注入仿真的語(yǔ)句關(guān)鍵詞SP器件結(jié)構(gòu)說(shuō)明語(yǔ)句定義2D器件區(qū)域#HelloNMOSGraphicsonlinexlocation=0.0spacing=1.0<nm>tag=SiToplinexlocation=50.0<nm>spacing=10.0<nm>linexlocation=0.5<um>spacing=50.0<nm>linexlocation=2.0<um>spacing=0.2<um>linexlocation=4.0<um>spacing=0.4<um>linexlocation=10.0<um>spacing=2.0<um>tag=SiBottomlineylocation=0.0spacing=50.0<nm>tag=Midlineylocation=0.40<um>spacing=50.0<nm>tag=Right

Initial2Dgrid.定義2D器件區(qū)域#HelloNMOSInitial2Dregionsiliconxlo=SiTopxhi=SiBottomylo=Midyhi=Rightinitconcentration=1.0e+15<cm-3>field=Phosphoruswafer.orient=100（N形襯底）仿真區(qū)域初始化Boron注入implantBorondose=2.0e13<cm-2>energy=200<keV>tilt=0rotation=0implantBorondose=1.0e13<cm-2>energy=80<keV>tilt=0rotation=0implantBorondose=2.0e12<cm-2>energy=25<keV>tilt=0rotation=0（P阱）常見(jiàn)摻雜雜質(zhì)N型：Phosphorus、ArsenicP型：Boronregionsiliconxlo=SiTopxhi=S生長(zhǎng)柵氧化層min.normal.size用來(lái)指定邊界處的網(wǎng)格間距，離開(kāi)表面后按照normal.growth.ratio確定的速率調(diào)整，accuracy為誤差精度。mgoalsonmin.normal.size=1<nm>max.lateral.size=2.0<um>\normal.growth.ratio=1.4accuracy=2e-5##-Note:accuracyneedstobemuchsmallerthanmin.normal.sizediffusetemperature=850<C>time=10.0<min>O2生長(zhǎng)多晶硅depositpolytype=anisotropicthickness=0.18<um>（各向異性）maskname=gate_maskleft=-1right=90<nm>etchpolytype=anisotropicthickness=0.2<um>mask=gate_masketchoxidetype=anisotropicthickness=0.1<um>生長(zhǎng)柵氧化層生長(zhǎng)多晶硅depositpolytype=a注意點(diǎn)掩膜版使用前必須要先定義，maskEtch命令用來(lái)去除沒(méi)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(zhǎng)一層薄氧化層diffusetemperature=900<C>time=10.0<min>O2pressure=0.5<atm>\mgoals.native默認(rèn)pressure為1atm。Mgoals.native表示自動(dòng)采用MGOALS對(duì)這層進(jìn)行網(wǎng)格分布注意點(diǎn)多晶硅的二次氧化diffusetemperatureMgoals.nativeMgoals.native保存結(jié)構(gòu)文件SentaurusProcess中使用struct命令來(lái)保存結(jié)構(gòu)文件，同樣可以使用TecplotSV來(lái)調(diào)閱結(jié)構(gòu)文件。保存格式有TDR和DF-ISE，這里使用TDR格式來(lái)保存structtdr=NMOS4保存結(jié)構(gòu)文件structtdr=NMOS4refineboxsiliconmin={0.00.05}max={0.10.12}\ xrefine={0.010.010.01}yrefine={0.010.010.01}addrefineboxremeshLDD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Thefirstnumberspecifiesthespacingatthetoporleftsideofthebox,thesecondnumberdefinesthespacinginthecenter,andthelastoneatthebottomorrightsideofthebox.refineboxsiliconmin={0.00.LDD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(lái)有效抑制有可能發(fā)生的短溝道效應(yīng)implantArsenicdose=4e14<cm-2>energy=10<keV>tilt=0rotation=0（注入角、旋轉(zhuǎn)角）implantBorondose=0.25e13<cm-2>energy=20<keV>\ tilt=30<degree>rotation=0implantBorondose=0.25e13<cm-2>energy=20<keV>\ tilt=30<degree>rotation=90<degree>implantBorondose=0.25e13<cm-2>energy=20<keV>\ tilt=30<degree>rotation=180<degree>implantBorondose=0.25e13<cm-2>energy=20<keV>\ tilt=30<degree>rotation=270<degree>diffusetemperature=1050<C>time=5.0<s>LDD和Halo（暈環(huán)）注入LDD注入形成N-區(qū)域，為了有效LDD和Halo（暈環(huán)）注入LDDHalo制備前LDD和Halo（暈環(huán)）注入LDDHalo制備前側(cè)墻制備制備過(guò)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=isotropic保證生長(zhǎng)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．depositoxidetype=isotropicrate={1}time=0.005depositnitridetype=isotropicthickness=60<nm>

etchnitridetype=anisotropicthickness=84<nm>etchoxidetype=anisotropicthickness=10<nm>structtdr=SP各相同性淀積各相異性刻蝕側(cè)墻制備制備過(guò)程：depositoxidetype=is制備結(jié)果制備結(jié)果Source/Drain注入前網(wǎng)格再細(xì)化refineboxsiliconmin={0.040.05}max={0.180.4}\xrefine={0.010.010.01}yrefine={0.050.050.05}addrefineboxremeshSource/Drain注入前網(wǎng)格再細(xì)化refineboxSource/Drain注入implantArsenicdose=5e15<cm-2>energy=40<keV>\tilt=7<degree>rotation=-90<degree>diffusetemperature=1050<C>time=10.0<s>structtdr=SDim為了確保source和drain區(qū)域較低的電阻率，采用高劑量（5e15cm-2）。傾斜7°角防止溝道效應(yīng)，離子注入過(guò)深Source/Drain注入implantArsenicSource/Drain注入注入前注入以及退火后Source/Drain注入注入前注入以及退火后接觸孔Isotropic（各向同性）刻蝕是為了把殘留的金屬刻蝕干凈depositAluminumtype=isotropicthickness=30<nm>#0.2到1μm的部分被保護(hù)了下來(lái)maskname=contacts_maskleft=0.2<um>right=1.0<um>etchAluminumtype=anisotropicthickness=0.25<um>mask=contacts_masketchAluminumtype=isotropicthickness=0.02<um>mask=contacts_mask接觸孔Isotropic（各向同性）刻蝕是為了把殘留的金屬刻翻轉(zhuǎn)由于漏源對(duì)稱，所以翻轉(zhuǎn)，加快設(shè)計(jì)周期transformreflectleft#TDRstructsmesh=n@node@注意：n@node@的用法！根據(jù)節(jié)點(diǎn)自動(dòng)編號(hào)，

便于流程化操作翻轉(zhuǎn)由于漏源對(duì)稱，所以翻轉(zhuǎn)，加快設(shè)計(jì)周期transformNMOS結(jié)構(gòu)NMOS結(jié)構(gòu)NMOS結(jié)構(gòu)NMOS結(jié)構(gòu)TCAD概述T4/MediciSentaurusISE

Silvaco

sprocesssdesdeviceTCAD*_fps.tdr*_fps.cmd*_bnd.tdr*.tdr*_msh.tdr*.plt*_dvs.cmd*_des.cmdWorkbench(SWB)TCAD概述T4/MedicisprocesssdesdStructureEditor的重要性網(wǎng)格設(shè)置對(duì)方程(x-2)^2=0的數(shù)值解的影響StructureEditor的重要性網(wǎng)格設(shè)置對(duì)方程(x-SentaurusStructureEditorSDE是Synopsys

Inc.TCADSentaurus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。可與sprocess聯(lián)用，彌補(bǔ)各自的不足。在圖形化用戶界面（GUI-GraphicUserInterface）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(yǔ)言來(lái)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(duì)應(yīng)SentaurusStructureEditorSDE是SentaurusStructureEditor包含以下幾個(gè)工具模塊：二維器件編輯（DeviceEditor）模塊三維器件編輯（DeviceEditor）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SentaurusStructureEditor包含以下SentaurusSE3D圖例Source(Drain)Drain(Source)SiO2GateSentaurusSE3D圖例Source(Drain)HowtouseSDE啟動(dòng)演示啟動(dòng)方式命令提示符下輸入：sdeHowtouseSDE啟動(dòng)演示HowtouseSDE(sdeio:read-tdr-bnd"n@node|sprocess@_bnd.tdr")(sdedr:define-submesh-placement"ExternalProfilePlacement_1""ExternalProfileDefinition_1""""NoReplace")#t(sdedr:define-submesh"ExternalProfileDefinition_1""n@node|sprocess@_fps.tdr""n@node|sprocess@_fps.tdr"'w)#tHowtouseSDE(sdeio:read-tdr-HowtouseSDEHowtouseSDEHowtogenerate2Dboundaries？SDE主窗口演示命令編輯器畫(huà)圖區(qū)Howtogenerate2Dboundaries？Howtogenerate2Dboundaries？TostartanewobjectanddiscardallobjectsthathavebeenpreviouslydefinedFile

>

New,orCtrl+N,orclickthecorrespondingtoolbarbutton.ThecorrespondingSchemecommandis:(sde:clear)

Howtogenerate2Dboundaries？Howtogenerate2Dboundaries？開(kāi)啟準(zhǔn)確坐標(biāo)模式為了能準(zhǔn)確定義器件的坐標(biāo)BooleanABAThecorrespondingSchemecommandis:(sdegeo:set-default-boolean“ABA”)

Howtogenerate2Dboundaries？Howtogenerate2Dboundaries？SelectingMaterials

forexample,

SiliconCreatingRectangularRegionsDraw

>

Create2DRegion

>

Rectangle,orclickthecorrespondingtoolbarbutton.Dragthepointertodrawarectangleintheviewwindow.The

ExactCoordinates

dialogboxisdisplayed.Enter

(-0.50.0),(0.51.0)

inthecorrespondingfieldsandclick

OK. Howtogenerate2Dboundaries？Howtogenerate2Dboundaries？CreatingOtherReviceRectangularRegions做什么用？順序能換嗎？ThecorrespondingSchemecommandis:(sdegeo:create-rectangle(position-0.50.00.0)(position0.51.00.0)"Silicon""region_1")(sdegeo:create-rectangle(position-0.2-40e-40.0)(position0.20.00.0)"SiO2""region_2")(sdegeo:create-rectangle(position-0.2-0.20.0)(position0.2-40e-40.0)"Si3N4""region_3")(sdegeo:create-rectangle(position-0.1-0.20.0)(position0.1-40e-40.0)"PolySilicon""region_4")(sdegeo:create-rectangle(position-0.50.10.0)(position0.50.20.0)"SiO2""region_5")Howtogenerate2Dboundaries？Howtogenerate2Dboundaries？注意坐標(biāo)軸方向-0.50.51XHowtogenerate2Dboundaries？Howtogenerate2Dboundaries？分塊處理(需要對(duì)不同區(qū)域進(jìn)行不同處理，比如大塊的Si)Edit>SeparateLumpsThecorrespondingSchemecommandis:(sde:assign-material-and-region-names"all")Howtogenerate2Dboundaries？Howtogenerate2Dboundaries？RoundingEdges(側(cè)墻磨邊處理)Edit>ParametersDefinefillet-radiusintheVariable

fieldandenter

0.08

forthe

Value.Click

Set

andthenclick

Close.Clickthe

Selection

Level

listandselect

Select

Vertex.Clickthe

Aperture

Select

buttoninthetoolbar.

Clicktheupper-leftcornerofthespacertohighlightthevertex.Edit

>

Edit2D

>

Fillet.Repeatthelasttwostepswiththeupper-rightcornerofthespacer.Howtogenerate2Dboundaries？Howtogenerate2Dboundaries？RoundingEdges(側(cè)墻磨邊處理)ThecorrespondingSchemecommandis:(sde:define-parameter"fillet-radius"0.080.00.0)(sdegeo:fillet-2d(find-vertex-id(position-0.2-0.20.0))fillet-radius)(sdegeo:fillet-2d(find-vertex-id(position0.2-0.20.0))fillet-radius)Howtogenerate2Dboundaries？Howtogenerate2Dboundaries？定義ContactsContacts

>

ContactSets.

The

ContactSets

dialogboxisdisplayed.定義contacts屬性.在

ContactName

中輸入名字.在

EdgeColor

中給contact賦RBG顏色；

也可以修改EdgeThickness

值用來(lái)區(qū)分contact；

FacePattern一項(xiàng)只對(duì)

定義3Dcontacts有效Howtogenerate2Dboundaries？Howtogenerate2Dboundaries？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ThecorrespondingSchemecommandis:(sdegeo:define-contact-set"source"4.0(color:rgb1.00.00.0)"##")(sdegeo:define-contact-set"drain"4.0(color:rgb0.01.00.0)"##")(sdegeo:define-contact-set"gate"4.0(color:rgb0.00.01.0)"##")(sdegeo:define-contact-set"substrate"4.0(color:rgb1.01.00.0)"##")(sdegeo:define-contact-set"bodytie"4.0(color:rgb1.00.01.0)"##")Howtogenerate2Dboundaries？Howtogenerate2Dboundaries？將已經(jīng)定義好的Contacts設(shè)置到邊界上Contacts

>

ContactSets.

The

ContactSets

dialogboxisdisplayed.在已經(jīng)定義好的庫(kù)中，選擇需要的contact，比如source點(diǎn)擊Activate激活被選中的contact其他類(lèi)似操作Howtogenerate2Dboundaries？Howtogenerate2Dboundaries？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Contacts

>

SetEdge(s)（3/5）ThecorrespondingSchemecommandis:(sdegeo:define-2d-contact(find-edge-id(position-0.40.00.0))"source")(sdegeo:define-2d-contact(find-edge-id(position0.40.00.0))"drain")(sdegeo:define-2d-contact(find-edge-id(position0.01.00.0))"substrate")Howtogenerate2Dboundaries？Howtogenerate2Dboundaries？AddingVerticesDraw

>

AddVertex

orclickthecorrespondingtoolbarbutton.ExactCoordinates

對(duì)話出現(xiàn)輸入(-0.10.1)和(-0.050.1)創(chuàng)造2個(gè)端點(diǎn)4/5ThecorrespondingSchemecommandis:(sdegeo:insert-vertex(position-0.100.10.0))(sdegeo:insert-vertex(position-0.050.10.0))(sdegeo:define-2d-contact(find-edge-id(position-0.070.10.0))"bodytie")

Howtogenerate2Dboundaries？Howtogenerate2Dboundaries？4個(gè)contacts定義完畢Howtogenerate2Dboundaries？Howtogenerate2Dboundaries？如何定義一個(gè)區(qū)域?yàn)閏ontact選擇方式為BodyContacts

>

SetRegionBoundaryEdgesEdit

>

2DEditTools

>

DeleteRegionThecorrespondingSchemecommandis:(sdegeo:set-current-contact-set"gate")(sdegeo:set-contact-boundary-edges (find-body-id(position0.0-0.10.0)))(sdegeo:delete-region(find-body-id(position0.0-0.10.0)))Howtogenerate2Dboundaries？Howtogenerate2Dboundaries？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Edit

>

ChangeRegionName完成命名規(guī)則化Howtogenerate2Dboundaries？Howtogenerate2Dboundaries？卡命令-R代表Region為了能查看剛改的區(qū)域命名情況ThecorrespondingSchemecommandis:(sde:add-material(find-body-id(position0.00.80.0))"Silicon""R.Substrate")(sde:add-material(find-body-id(position0.00.150.0))"SiO2""R.Box")(sde:add-material(find-body-id(position0.00.050.0))"Silicon""R.Siliconepi")(sde:add-material(find-body-id(position0.0-20e-40.0))"SiO2""R.Gateox")(sde:add-material(find-body-id(position-0.15-0.10.0))"Si3N4""R.Spacerleft")(sde:add-material(find-body-id(position0.15-0.10.0))"Si3N4""R.Spacerright")ThecorrespondingSchemecommandis:(sde:showattribs"all")改名Howtogenerate2Dboundaries？Howtogenerate2Dboundaries？保存器件結(jié)構(gòu).sat（SE特有）File>SaveMode保存器件結(jié)構(gòu).tdrThecorrespondingSchemecommandis:(sde:save-model"soifet_bnd")ThecorrespondingSchemecommandis:(sdeio:save-tdr-bnd(get-body-list)"soifet_bnd.tdr")Howtogenerate2Dboundaries？Howtogeneratingdopingprofiles硅襯底摻雜Device

>

ConstantProfilePlacement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/ChangePlacementClose

ThecorrespondingSchemecommandis:(sdedr:define-constant-profile"Const.Silicon""BoronActiveConcentration"1e+15)(sdedr:define-constant-profile-material"PlaceCD.Silicon""Const.Silicon""Silicon")HowtogeneratingdopingprofiHowtogeneratingdopingprofiles硅外延摻雜Device

>

ConstantProfilePlacement選擇區(qū)域名為R.Siliconepi摻雜雜質(zhì)為boron，濃度為1e17點(diǎn)擊Add/ChangePlacementClose

ThecorrespondingSchemecommandis:(sdedr:define-constant-profile"Const.Epi""BoronActiveConcentration"1e17)(sdedr:define-constant-profile-region"PlaceCD.Epi""Const.Epi""R.Siliconepi")HowtogeneratingdopingprofiHowtogeneratingdopingprofiles解析摻雜Mesh

>

DefineRef/EvalWindow

>

Line（基線）Enter

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forthestartpointandclick

OKEnter

(-0.20)

fortheendpointandclick

OK重復(fù)ThecorrespondingSchemecommandis:(sdedr:define-refinement-window"BaseLine.Source""Line"(position-0.80.00.0)(position-0.20.00.0))(sdedr:define-refinement-window"BaseLine.Drain""Line"(position0.20.00.0)(position0.80.00.0))(sdedr:define-refinement-window"BaseLine.SourceExt""Line"(position-0.80.00.0)(position-0.10.00.0))(sdedr:define-refinement-window"BaseLine.DrainExt""Line"(position0.10.00.0)(position0.80.00.0))HowtogeneratingdopingprofiHowtogeneratingdopingprofiles解析摻雜Device

>

AnalyticProfilePlacement雜質(zhì)為磷，選取高斯分布方式SourceExt和DrainExt形成LDDHowtogeneratingdopingprofiHowtogeneratingdopingprofiles保存摻雜分布.sat（SE特有）File>SaveModeThecorrespondingSchemecommandis:(sde:save-model“soifet_dop_sde”)需要?HowtogeneratingdopingprofiGeneratingMeshes網(wǎng)格策略主要步驟硅外延區(qū)域-精網(wǎng)格布置Mesh

>

RefinementPlacement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)GeneratingMeshes網(wǎng)格策略主要步驟GeneratingMeshes定義窗口（不能利用區(qū)域的時(shí)候）Mesh

>

DefineRef/EvalWindow

>

Rectangle對(duì)channel和整體部分進(jìn)行定義ThecorrespondingSchemecommandis:(sdedr:define-refinement-window"RefWin.all""Rectangle"(position-0.51.00.0)(position0.5-0.20.0))(sdedr:define-refinement-window"RefWin.Channel""Rectangle"(position-0.10.00.0)(position0.10.10.0))GeneratingMeshes定義窗口（不能利用區(qū)域的時(shí)GeneratingMeshes利用定義好的窗口進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)布置Mesh

>

RefinementPlacementRef/Win選擇RefWin.allX方向，最大0.25最小0.1Y方向，最大0.25最小0.1較粗略的網(wǎng)格安排ThecorrespondingSchemecommandis:(sdedr:define-refinement-size"RefDef.all"0.250.10.250.1)(sdedr:define-refinement-placement"PlaceRF.all""RefDef.all""RefWin.all")GeneratingMeshes利用定義好的窗口進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)布MultiboxMeshStrategyinRefinementWindows策略由于在某些應(yīng)用中會(huì)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，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(lái)精確計(jì)算。具體步驟如下MultiboxMeshStrategyinRefiGeneratingMeshes

MultiboxMeshStrategyMesh

>

MultiboxPlacement選取定義好的RefWin.Channel塊X方向和Y方向的策略見(jiàn)圖保存ThecorrespondingSchemecommandis:(sdedr:define-multibox-size"MB.Channel"0.050.01250.0251e-411.35)(sdedr:define-multibox-placement"PlaceMB.Channel""MB.Channel""RefWin.Channel")(sde:save-model“soifet_msh_sde”)GeneratingMeshes

MultiboxMesGeneratingMeshesMeshingtheDeviceStructure網(wǎng)格策略基本布置完成，仍然需要利用Meshingengine把網(wǎng)格建造出來(lái)步驟Mesh

>

BuildMesh-s（2D必須選）-F（產(chǎn)生.tdr）3D則用NOFFSET引擎SNMesh三角網(wǎng)格GeneratingMeshesMeshingtheDGeneratingMeshesMESH成果SDE查看Tecplot查看GeneratingMeshesMESH成果SDE查看Te3D3DMOSFET3D3DMOSFETTCAD概述T4/MediciSentaurusISE

Silvaco

sprocesssdesdeviceTCAD*_fps.tdr*_fps.cmd*_bnd.tdr*.tdr*_msh.tdr*.plt*_dvs.cmd*_des.cmdWorkbench(SWB)TCAD概述T4/MedicisprocesssdesdSentaurusDeviceSimulator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(guò)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(wú)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(duì)象多元化SentaurusDevice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SentaurusDeviceSimulator內(nèi)嵌一維SentaurusDeviceSimulatorSentaurusDevice支持三種仿真類(lèi)型：?jiǎn)纹骷?、單器?電路型、多器件-電路型SentaurusDeviceSimulatorSentSentaurusDeviceSimulatorSentaurusDevice通過(guò)數(shù)值模擬和可視化的輸出，可以得到器件在無(wú)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(chǎng)、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)合率與產(chǎn)生率的變化各區(qū)域內(nèi)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)和內(nèi)電勢(shì)分布等數(shù)據(jù)!SentaurusDeviceSimulatorSentSentaurusDeviceSimulatorSentaurusDevice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(duì)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(lèi)小尺寸效應(yīng)的特定成因和危害提供了有效的途徑SentaurusDeviceSimulatorSentSentaurusDExamples晶體管CMOS圖像傳感器閃存SCR結(jié)構(gòu)電流路徑ESDSentaurusDExamples晶體管CMOS圖像傳感SentaurusDeviceFile{……}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(guò)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…………SentaurusDeviceFile{…}Grid=“@tdr@”P(pán)arameters=“@parameters@”O(jiān)utput=“@log@”Current=“@plot@”P(pán)lot=“@tdrdat@”File{…}Grid=“@tdr@”Electrode{…}*DCsimulationElectrode{{Name="Anode"Voltage=0.0}{Name="Cathode"Voltage=0.0}}注意：電極的名稱要和StructureEditor中定義的電極名稱

完全一致！Electrode{…}*DCsimulationPhysics{…}Physics{eQCvanDortEffectiveIntrinsicDensity(OldSlotboom)Mobility(DopingDepeHighFieldsaturation(GradQuasiFermi)hHighFieldsaturation(GradQuasiFermi)Enormal)Recombination(SRH(DopingDep))}}Physics{…}Physics{Plot{…}Plot{*--DensityandCurrents,etceDensityhDensityTotalCurrent/VectoreCurrent/VectorhCurrent/VectoreMobilityhMobilityeVelocityhVelocityeQuasiFermihQuasiFermi*--TemperatureeTemperatureTemperature*hTemperature*--FieldsandchargesElectricField/VectorPotentialSpaceCharge*--DopingProfilesDopingDonorConcentrationAcceptorConcentrationPlot{…}Plot{Plot{…}*--Generation/Recombination

SRHBand2Band*Auger

AvalancheGenerationeAvalancheGenerationhAvalancheGeneration*--Drivingforces

eGradQuasiFermi/VectorhGradQuasiFermi/Vector

eEparallelhEparalleleENormalhENormal*--Bandstructure/Composition

BandGap

BandGapNarrowing

Affinity

ConductionBandValenceBand

eQuantumPotential

}Plot{…}*--Generation/RecombinaMath{…}Math{

Extrapolate

Iterations=20

Notdamped=100

RelErrControl

ErRef(Electron)=1.e10

ErRef(Hole)=1.e10

BreakCriteria{Current(Contact="Anode"AbsVal=1e-7)}}Math{…}Math{Solve{…}minstep的數(shù)值至少比initialstep少3個(gè)數(shù)量級(jí)

Solve{*-Build-upofinitialsolution:

NewCurrentFile="init"

Coupled(Iterations=100){Poisson}

Coupled{PoissonElectron}*-Biasdraintotargetbias

Quasistationary(

InitialStep=0.01Increment=1.35

MinStep=1e-6MaxStep=0.02

Goal{Name="Anode"Voltage=20}

){Coupled{PoissonElectron}}}Solve{…}minstep的數(shù)值至少比initialst其他Sentuarus工具Noffset3D（3D網(wǎng)格引擎）其他Sentuarus工具Noffset3D（3D網(wǎng)格引擎）Ligament-Flow用戶交互式的工藝流程Ligament-Flow用戶交互式的工藝流程Ligament-layoutLigament-layoutInspectInspectInspectInspectInspectInspectInspectInspectTecplotTecplot看電流流向看電流流向Assignment用sprocess跑出一個(gè)NMOS管(提供cmd文件)用structureeditor優(yōu)化網(wǎng)格用sdevice跑出直流擊穿電壓(器件關(guān)斷時(shí)，漏端掃直流電壓，漏端漏電流剛大于等于1x10-7安培時(shí)的漏端電壓為擊穿電壓)用Inspect觀察漏端電壓-電流曲線，從電壓-電流曲線數(shù)據(jù)中得到精確的直流擊穿電壓值優(yōu)化改進(jìn)器件參數(shù)，使器件的直流擊穿電壓值提高20%以上Assignment用sprocess跑出一個(gè)NMOS管(提謝謝！Q&A謝謝！Q&A此課件下載可自行編輯修改，僅供參考！

感謝您的支持，我們努力做得更好！謝謝此課件下載可自行編輯修改，僅供參考！

感謝您的支持，我們努力新一代工藝及器件仿真工具Sentaurus新一代工藝及器件仿真工具SentaurusTCAD概述什么是TCAD？TCAD計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)(TechnologyComputerAidedDesign)ProcessSimulation；DeviceSimulationTCAD工具有哪些？SentaurusWorkbench(SWB)SentaurusProcess(sprocess)SentaurusStructureEditor(sde)SentaurusDevice(sdevice)TecplotSV/InspectTCAD概述什么是TCAD？Synopsys公司簡(jiǎn)介Synopsys公司總部設(shè)在美國(guó)加利福尼亞州MountainView，有超過(guò)60家分公司分布在北美、歐洲與亞洲。2002年并購(gòu)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公司收購(gòu)瑞士ISE(IntegratedSystemsEngineering)公司后發(fā)布的產(chǎn)品，全面繼承了ISETCAD,Medici和Tsuprem4的所有特性及優(yōu)勢(shì)。Synopsys公司簡(jiǎn)介Synopsys公司總部設(shè)在美國(guó)加利TCAD概述T4/MediciSentaurusISE

Silvaco

sprocesssdesdeviceTCAD*_fps.tdr*_fps.cmd*_bnd.tdr*.tdr*_msh.tdr*.plt*_dvs.cmd*_des.cmdWorkbench(SWB)TCAD概述T4/MedicisprocesssdesdTCAD概述T4/MediciSentaurusISE

Silvaco

sprocesssdesdeviceTCAD*_fps.tdr*_fps.cmd*_bnd.tdr*.tdr*_msh.tdr*.plt*_dvs.cmd*_des.cmdWorkbench(SWB)TCAD概述T4/Medicisprocesssdesd

SentaurusWorkbench介紹與使用

GettingStartedCreatingProjectsBuildingMultipleExperiments

SentaurusWorkbench介紹與使用

GettWorkbench基于集成化架構(gòu)模式來(lái)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Workbench基于集成化架構(gòu)模式來(lái)組織、實(shí)施TCAD仿真SWB的工具特征SWB被稱為“虛擬的集成電路芯片加工廠”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(cè)仿真的動(dòng)態(tài)過(guò)程。SWB的工具特征SWB被稱為“虛擬的集成電路芯片加工廠”安裝在137服務(wù)器下利用putty軟件在137中取得端口號(hào)：vncserver–geometry1280x960利用VNC軟件登陸137服務(wù)器

GettingStarted

安裝在137服務(wù)器下

GettingStarted

打開(kāi)軟件指令：source/opt/demo/sentaurus.envGENESISe&重裝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)

GettingStarted

打開(kāi)軟件指令：source/opt/demo/sentauCreatingProjects主菜單仿真工具菜單項(xiàng)目編輯環(huán)境CreatingProjects主菜單仿真工具菜單項(xiàng)目編輯CreatingProjectsCreatingProjects新建文件夾和項(xiàng)目CreatingProjects新建文件夾和項(xiàng)目CreatingProjects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CreatingProjects構(gòu)造仿真流程SPSESDSESDCreatingProjeCreatingProjectsCreatingProjectsBuildingMultipleExperimentsBuildingMultipleExperimentsBuildingMultipleExperimentsBuildingMultipleExperimentsBuildingMultipleExperimentsBuildingMultipleExperimentsBuildingMultipleExperimentsParameter在cmd文件中的定義與使用:BuildingMultipleExperimentsPTCAD概述T4/MediciSentaurusISE

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sprocesssdesdeviceTCAD*_fps.tdr*_fps.cmd*_bnd.tdr*.tdr*_msh.tdr*.plt*_dvs.cmd*_des.cmdWorkbench(SWB)TCAD概述T4/MedicisprocesssdesdSentaurusProcessSimulatorSynopsysInc.的SentaurusProcess整合了：Avanti公司的TSUPREM系列工藝級(jí)仿真工具（Tsupremⅰ，Tsupremⅱ，Tsupremⅲ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TaurusProcess系列工藝級(jí)仿真工具；ISEIntegratedSystemsEngineering公司的ISETCAD工藝級(jí)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(tái)。SentaurusProcessSimulatorSynSentaurusProcess在保留傳統(tǒng)工藝級(jí)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（TecplotSV）。Inspect提供了一維模擬結(jié)果的交互調(diào)閱。而TecplotSV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。（ISETCAD的可視化工具Inspect和tecplot的繼承）增加、設(shè)置了模型參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)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；SentaurusProcess在保留傳統(tǒng)工藝級(jí)仿真工具卡SentaurusProcessSentaurusProcess還收入了諸多近代小尺寸模型。這些當(dāng)代的小尺寸