SilvacoTCAD工艺仿真3.

1、Silvaco TCAD工艺仿真（三）Tangshaohua, SCUEMmil: shaohuachn shaohuach n10511Silvaco 学习上一讲知识回顾和本讲内容*上一讲：介绍各个工艺的参数及其意义，举例说明（这些工艺有：离子注入，扩散，淀积，刻蚀，外延和抛光）这一讲内容介绍光刻的各个步骤的仿真工艺集成的概念光刻示意图光学系统曝光（接近式）10514Silvaco 学习10514Silvaco 学习对于光刻仿真需要定义的有：光源（波长，强度），成像系统（透镜，滤波），掩膜结构，曝光，烘烤，显影依此即可大体确定光刻仿真的流程10513Silvaco 学习0PTOLITH 模块

2、 OPTOLITH模块可对成像（imaging）,光阻曝光 （exposure）,光阻烘烤（bake）和光阻显影（development）等工艺进行精确定义。 OPTOLIT H提供光阻的库及其光学性质和显影 时的特性（这些可根据需要修改）。主要的小工艺步骤有：Mask,illumination,projection,filter,layout, image,expose,bake,develop10514Silvaco 学习MASK拿命令MASK,导入掩膜，主要参数及说明如 下：mark*说明NAME号入掩JR的文件名希3d戏引号REVERSEDELTA掩膜尺寸的偏比 相用參改i讥k的CD

3、(critical dimcftMon拿掩膜也可以由Maskviews编辑得到* Layout命令可以描述掩膜特征1051Silvaco 学习1051610516Maskviews启动 Maskviews：»«>V vvigjMAgro；« O “EgQO R.rr.i ?-O 4C»»«o Mxxa o tfiftxxaJQ'*-* t.J dWMiFfinn ir)；oCm4»L<RmW.mcQbO I««V4><KtJ Ver % cU 啊81 EmS昭$«

4、»M Uw. j*VAiiuTiuVutdM askviews 的界面:出VI. ®. ?0. * (Btine) file eatfi10516Layout Layout,描述掩膜版图的特征，参数及说明 如下：版说明LAYCLEAR的衍图X Low.xinciix边界值Z.X)W,Z HIGHZ边界AL X和7的边界缰或一个炬瞪区域X.TRIJLTR1三角Vdriaimular '右第的X、丫半林HEIGHT一命弗右角的符復WIDTH三角仍右角的寂部ROTANGLE時K辅辰转的金曼.-lWJ* < fiur.ANGLE < I SO 默认为”X CIR

5、CLE Z.C IRCLE固政环中心的X和Z坐标RADIUS同的半J5浚只坏的外住R1NGWIDTHH膜中HI环的审痩MULTIRING多詡耳.环的宽度及貝环何的It列由lUNGWlDTHrtiif. IS环 KNft足2X Rfxcwjnr/i < RadiusPHASEI®)* < PHASE < 圧o° »t认力AUUNSMIT先磯fl!豺拿 0 < 1/(ANSM；r < 1.默认为藪体诵过INTTTjEzz、if卞姦慨的極国文件名MASK戚“计 witnwgSHIFT.KLKSK5fi外的掩*层 494相变爆的各約1051S

6、ilvaco 学习Silvaco 学习Silvaco 学习Layout的例子Silvaco 学习illumi natio n*命令illumination,设定基本的照明参数。主 要参数及其说明如下：说明I.LlNE.G.LlNE.H.LDiE KRFLASER（;山卍 DUV.LINE）.ARF丄ASER.F2 LASERLAMBDAX.TILT.ZTirn'ivrENsn y服明航统采用的波长些浚长相应是U.3G60.130.0.107.0.26. 0.193,0.1574 m龙义和改芟无的滾长世）.以牟色光繰对待用明系统和rlt轴阿细度广）定义挥占芟檢幅的绘对偵即俺脾或网线面的0

7、喪例句Illumination i.line x.tilt=0.1 z.tilt=0.1 intensity=11051Silvaco 学习Projection* Projection光学投影系统的定义参数只有"（光学投影系统的孔隙数）flare（成像 时出现的耀斑数）*例句Projection na=.5 flare=1105110Silvaco 学习Filter Filter定义发射孔(pupil)的类型和光源形状及 其滤波特性。主要参数及其说明如下(illum.filter也类似)CIRCI.E.SQI AHE.GAI SSJAN.熒Ml形状 AXllGAUSSGAMMA:NJ

8、IADIISOUT. RADIUS ?HASE FRANSIUn CLEAH HLGAUSSlANfD 人 ZTIGAUSS发肝孔ST咱寢 炭科几嗔賦明系欣寺环伏r幾的at歿：e 事tc相盘科年. «« 1W* < PJIASE < IM)*J8<W»niter systetkiClcor nker例句:Pupil.filter in.radius=0.1 out.radius=0.2 phase=O transmit=0.1CirteScuereJ0.0-180 03：OOP0.03 Joo-190.01UOo.ouu.uEection liu

9、vlnat-zrPupil >hcit)ePriasc、hlfiGfimma:Sloma:OuterV re«lrlan r«4Igi乃“ Shrirx1800I uu! I-1 O0go1X10 1.0Comnivnt-1051Silvaco 学习illum.filter gaussian radius=0.05 angle=O gamma=1 sigma=0.3 clear.fil105111Silvaco 学习1051Silvaco 学习1051Silvaco 学习ImageImage(成像),成像窗口定义说两INFILEAMsu»kvrw-.

10、7;?1 的覆MMStSf件 3含文件 名通常McxtctEiomsoc结尼DEblAC摘伪因子这样啟图卜的听冇元買成像圉口和网GAP:t义接近试暉光中掩©判的问際3")OPAQITE.CLEAR撞義关型.OPAQlE为不适明.CLEARDEFOCUS如果小于0I M.光阳下貳CENTERINFILE毒数导入牌也卄吨込中心点是(00)WIN X丄CW.WIN.X HIGH.WIN Z.LOW.W1N Z.HIGH成檢童口的令大最巾的X和ZfiiDX的中 x(flDZ傩惊由口的中乙值如果Si和DZ* ft* SRHl #lftX.EOlNrft Z.POINTX POTNTS

11、.Z.POINTS中心对应的N PUPIL世义和改samwaMiB*射孔 r mis ««MVI.IIMACE之it和当nww将会添顶进宋x cntoss.z.(Ti<o«-s»vfi-t-x»«zraONE.DIX1便用一堆成伶樓M例句:1051Silvaco 学习Image win.x.lo=-2 win.x.hi=2 win.z.lo=0 win.z.hi=2 dx=O gap=501051Silvaco 学习expose Expose （曝光）主要参数及说明如下:105114Silvaco 学习1051#Silvaco

12、学习INFILE山输入文件定X.光。分命PERPENDICUL.PAR.4LLELTEiTSrM® Jtt认为PERPENDICULX.GROSS.Z CROSSnr定能面半厅TX袖(乙为系菽h Z.CRO58PU> X.CROSS为歐认值CROSS.VALUE別cfc对应或血値；im).狀认为“映田口的中芯位置DOSE* 光m J/ C）X .ORIGINXm曲射的£Z迓炉m)！tt认加川FLATNESS为了丙曲性定衰面舸度.卑位度歓认0.25.0 < FLATNESS < 1NUM. REFL光反射的次歡FRONT.REFL訂託面反时.欧认AfabcB

13、ACK.REFL廿表面反对.秋认为fakeALL.MATS显示光匕阿(i村斛中的分祁 默认只JI示photorMUtMULl.EXlE多次曜先.5以苒加旳*白令来实现$次岷光EOWEK.M1N事次BS射时曉量减小值0不楚抒计算例句Expose z.cross cross.val=.1Expose dose=200 num.refl=5 all.mats1051Silvaco 学习Bake* Bake定义对光阻的后曝光和后坚膜时的烘烤毘烤的步敎DIFF.LRNGTHTEMPERATUREREFLOWTIMEH O UKSAUN C lEb.SECON DbDUMP.DUMP PREFIXttuf

14、fionspni(°C)说修时专电回淤狱认为 农釣的时篙氏厦僉值悽铐的时临单位 耿iA.为niuiuu-si « 一个步奁时保存结杓文件例句Bake time=25 temp=150 reflowBake time=10 temp=150 reflow dump dump.prefix=bake1051#Silvaco 学习developDevelop (显影)，主要参数及说明如下:105115Silvaco 学习KEFONAS显*屮沪代9H1R.AI.K1M.EIBT IM K ST EPS.S UBSF EPSDUMPDUMP PREFIXSTEPS设定!cm梅进庁的次

15、 験.第一个SUDSTEP的耐佝长厦为7V.WK7S7EP STEPS税定的一歩(公对2影究嚴之君足否餘存络柠DUM*(S存文件的倉根.« 6X8 49-BUMKFKEHX zc从中 星岂时旳叶冏敬NAME.RE81XLO.LINE.H LLNE.I LINE.DVV.L1NE .LAMDI3AA DILL.BJ>ILL.C.Dn I.E1.D1LL.E2.DILL.E3DILL HNLAX.MACK.KMINMAGK. M1H.MACK.N.MACK ROTREPONAS Q.TREFOXAS H0H1RALRC.H1KA1.ALPHA HIRAIR1 KIM.R2.K1M.

16、 R10.KIMCO.EIB.C1 EIB.C2.E1D.C3.EID DIX.0.DIX.E尤柬粒名弁 财円允刻妝的注长gm)鮫的也、E2WE3««t的構孜Hirm显老複3J的家歆KhufieB的常檢EiUfi影R5S咖越WlU it烘雳时光0化合杓扩fit约梧執圳的第敬和犧油ftleV)Silvaco 学习1051Silvaco 学习1051Develop的例句Develop kim dump=1 time=30 steps=10Develop mack time=30 steps=5 substeps=30Rate.develop name.resist=my e1.

17、dill=1 e2.dill=0.5 e3.dil=0.003Silvaco 学习1051Silvaco 学习1051Silvaco 学习1051xsmask.str完整的光刻仿真go athenaset lay_left=-0.5set lay_right=0.5illumination gineilium.filter clear.fil circle sigma=0.38projection na=.54pupil.filter clear.fil circlelayout lay.clear x.lo=-2 z.lo=-3 x.hi=$layjeft_z.hi=3 layout x.l

18、o=$lay_right z.lo=-3 x.hi=2 z.hi=3image clear win.x.lo=-1 win乙lo=-0.5 win.x.hi=1 win.z.hi=0.5 dx=0.05 one.dstructure outfile=mask.str intensity masktony plot mask.str105118Siivaco 学习1051#Siivaco 学习Siivaco 学习1051line x loc=-2 line x loc=0 line x loc=2 line y loc=0 line y loc=2spac=0.05spac=0.05spac=0

19、.05 spac=0.05 spac=0.2init silicon orient=100 c.boron=1e15 two.ddeposit nitride thick=0.035 div=5deposit name.resist=AZ1350J thick=.8 divisions=30rate.dev name.resist=AZ1350J i.line c.dill=0.018structure outfile=preoptolith.str tonyplot preoptolith.strexpose dose=240.0 num.refl=10bake time=30 temp=1

20、00develop kim time=60 steps=6 substeps=24structure outfile=optolith.str tonyplot optolith.strPreoptolith.stroptolith.str105119Siivaco 学习工艺集成*本质上只是单项工艺的整合* 一个器件的制作都需经过一系列复杂的过程*不同类型的器件需要关注的重点不同如MOS的沟道和栅之间的界面特性ATLAS中有部分器件仿真的例子就是从工艺开始得到结构的，可供参考。要擅于使用优化工具1051SHvaco学习Sivaco学习Sivaco学习从版图看AI栅CMOS的制作流程Sivaco学习Sivaco学习纵向视图：图例说明：1=1 P巾.衬底U) P型外延层II N-Well (=P型冇源层BSD N空有源层(ZZI剖面图:栅氣化层 接触金屈Sivaco学习DD各光刻包描：N阱光刻P型有源层光刻N型仃源层光刻栅氧光刻氧化隔离光刻(视丄艺所需)金属电极光刻Sivaco学习N阱制作光刻版图案：（负胶，光致抗蚀，有金属图案处会被刻蚀掉）工艺说明：衬底处理利外延都不需要光刻制作N阱工艺步骤：1, 氧化（掺杂掩蔽2, 光刻N型掺杂10.51Siivaco 学习10.51Siivaco 学习光刻加后续工艺处理后剖面结构图10.51Siivaco 学习10.51Siiv