软件学习silvaco光盘2tcad基础知识

1、TCAD基础知识介绍 主要内容Page 2第一部分TCAD基本概念第二部分工艺仿真介绍第三部分器件仿真介绍第四部分器件电路混合仿真介绍1 TCAD基本概念Page 3第一部分第二部分工艺仿真介绍第三部分器件仿真介绍第四部分器件电路混合仿真介绍 TCAD基本概念1.1.1 TCAD基本概念TCADTCAD ：Technology Computer Aided Design ，指半导体工艺模拟以及器件模拟工具工艺仿真：所有关键制造步骤的模拟（注入，扩散，刻蚀，淀积，氧化，光刻 ）器件仿真：二维和三维模式下的电学、热学和光学特性；模拟直流，交流，和时域响应Page 41.1.2 TCAD基本概念数值

2、计算数值计算：借助计算机的数值求解求解对象：物理模型方程和经验公式关键：算法选择Page 51.1.3 TCAD基本概念网格计算网格计算：将半导体仿真区域划分成网格，在网格点处计算出希望得到的特性有限元思想GTO网格关键：网格疏密网格比例Page 61.1.4 TCAD基本概念基于物理的计算基于物理的计算：计算时采用的方程是有物理意义的工艺，扩散模型、刻蚀模型、离子注入模型器件，基本半导体方程：泊松方程；载流子连续性方程；传输方程（漂移扩散传输模型和能量平衡传输模型）；位移电流方程 载流子统计的基本理论：费米狄拉克统计理论；波尔兹曼统计理论；状态有效密度理论；能带理论；禁带变窄理论 关键：模型

3、及其参数的选择Page 71.2 TCAD的意义TCAD仿真是理论性的实验，可以缩短开发周期、降低成本TCAD更突出使用者的半导体工艺、器件和电路的理论水平，实践经验和分析能力使用TCAD能有效提高设计能力Page 81.3 Silvaco TCAD框架Process Simulation3D-VICTORY PROCESS，VICTORY CELL；2D-ATHENA，SSuprem4，MC Implant，Elite，MC Deposit/Etch，Optolith；1D-ATHENA 1D，SSuprem3；Device Simulation3D-VICTORY DEVICE，Devic

4、e 3D，Giga3D，Luminous3D，Quantum3D，TFT3D，Magnetic3D，Thermal3D，MixedMode3D 2D-ATLAS，S-pisces，Blaze，MC Device，Giga，MixedMode，Quantum，Ferro，Magnetic，TFT，LED，Luminous，Laser，VCSEL，Organic Display，Organic Solar，Noise，Mercury；Interactive ToolsDeckBuild，Maskviews，DevEdit，Tonyplot，Tonyplot3D；Virtual Wafer FabP

5、age 91.4 Silvaco TCAD 培训的主要内容工艺仿真，ATHENA及其子模块器件仿真，ATLAS及其子模块（电路仿真的MixedMode）Page 10Silvaco TCADATHENASSuprem4EliteATLASS-PiscesMixedModeVWF2 工艺仿真介绍 Page 11第一部分TCAD基本概念第二部分第三部分器件仿真介绍第四部分器件电路混合仿真介绍 工艺仿真介绍2.1 工艺仿真功能 所有关键制造步骤的快速精确的模拟，包括 CMOS，bipolar，SiGe，SOI，III-V，光电子学以及功率器件技术 精确预测器件结构中的几何结构，掺杂剂量分配和应力优化

6、半导体工艺，达到速度、产量、击穿、泄漏电流和可靠性的最佳结合Page 122.2 工艺仿真器ATHENA的主要模块Page 13SSuprem4 二维核心工艺仿真器MC Implant蒙托卡诺离子注入仿真器Elite先进的刻蚀和淀积仿真器MC Deposit/Etch二维蒙托卡诺淀积和刻蚀仿真器Optolith二维光学光刻仿真器2.3 工艺仿真示例1典型的90nm CMOS工艺流程仿真Page 142.3 工艺仿真示例2沟槽栅IGBT工艺仿真动画Page 152.4 工艺仿真参数手册（模型、参数说明、语法）X:sedatoolslibathena5.20.0.Rdocs athena_user

7、s1.pdf模型及参数文件X:sedatoolslibathena5.20.0.Rcommonathenamod（工艺模型及参数）implant-tables（离子注入统计参数）models（杂质分凝系数和固溶度）SCI（书写规范）Page 163 器件仿真介绍Page 17第一部分TCAD基本概念第二部分工艺仿真介绍第三部分第四部分器件电路混合仿真介绍 器件仿真介绍3.1 器件仿真的功能模拟半导体器件的电学、光学和热学行为而无需昂贵的分批实验分析以硅元素为基础的高级材料，在二维和三维模式下的直流、交流和时域响应解决成品率和工艺变动问题，优化组合速度、功率、密度、故障、泄漏、发光度、或可靠性P

8、age 183.2 器件仿真器ATLAS的主要模块Page 19S-PiscesBlazeMC DeviceGigaLuminousLaserQuantumFerro3.3.1器件仿真示例击穿研究方法，分析临界击穿时的结构中的物理信息Page 20击穿特性曲线，击穿电压4500V在电压4500V的结构中截取两条线进行比较Cutline2Cutline13.3.1 器件仿真示例寻找电场强度最大值Page 21沟槽下方的电场分布Cutline1P 阱下方的电场分布cutline2沟槽下方Si/SiO2界面处电场强度最大3.3.1器件仿真示例击穿机制：高电场强度导致的雪崩击穿Page 22电流密度分

9、布电场强度及电流线3.3.2 器件仿真示例闩锁机制：寄生晶闸管的导通Page 23未发生闩锁 t1 发生闩锁 t2 未发生闩锁发生闩锁Vg15V的输出特性曲线4 器件电路混合仿真介绍Page 24第一部分TCAD基本概念第二部分工艺仿真介绍第三部分器件仿真介绍第四部分 器件电路混合仿真介绍4.1 器件电路混合仿真的功能模拟物理器件在特定电路中的行为Page 25ATLASSimulationParameterExtractionCircuitSimulationATHENA Process StructureATLAS/MixedModeSimulationCircuit Performance特性曲线SPICE模型Note：高压器件往往没有SPICE模型4.2 器件电路混合仿真示例GTO关断仿真Page 26电流波形器件电路4.3 器件仿真参数手册（模型、参数说明，语法） C:sedatoolslibatlas5.18.3.Rdocsatlas_users1.pdf模型及参数文件 C:sedatoolslibatlas5.18.3.Rcommon atlasmod（物理模型及参数）*.n，*.K（折射率）te