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SentaurusTCAD培 工具简 A．TCAD是什么？（10分钟 TCAD与半导体工 工艺模 器件模 B．TCAD包含哪些工具？（20分钟 Meshand 概 启动 运行工程（30分钟 改变树的显示属 清空工 运行工 查看输出结 创建工程（30分钟 设置工具 组装多个实验（30分钟 添加参 设置多个实 创建方 裁剪工程 添加变 GettingStarted10 简 Ligament流程编辑器30 开始装配一个新的工艺流 改变宏调用的参 用户定义的变 转换和语法检 Ligament版图编辑器30 启动Ligament版图编辑 保存版 定义模拟区 使用版 30 Ligament版图编辑器中的版图参数 SWB中的参数 简 启动 一维工艺模拟 简 定义初始一维网 定义初始模拟域 初始 设置MGOALS网格化策 测量氧化物的厚 Tcl控制语 注 热退火,Drive-in,Activation,andScreeningOxide 二维工艺模拟 简 定义初始的二维网 模拟域与初始 B的注 生长栅 制作多晶硅 多晶硅重氧 保存 在LDD和Halo注入之前进行网格重定 LDD和Halo注 形成边 在源/漏注入之前进行网格重定 源/漏注 保存整个结 提取一维分 定义模型和指定参数 属性数据库浏览 在输入文件中改变参 采用全定制的校准文件 简 全局设 采用高级校准 简 激活高级校 简 参数化版 定义网 CustomModelswithAlagator 简 SpecialFocus:槽刻蚀 简 淀积氮化 STI光 浅槽刻 生长衬垫氧化 氮化物的剥离/反 SpecialFocus:MeshingwithMGOALS(15分钟 简 MGOALS网格优化 SpecialFocus:3D工艺模拟（Sprocess与sde结合）(30 简 各项异性刻 各向同性淀 Multimaterial Reflectand SDE（结构编辑器 简 启动 输入/输出文件类 创建一个简单的结 生成二维边界（45分钟 简 重新初始化 选择材 选择默认的布尔表达 创建矩形区 圆化边 定义接 在已存在的边缘处设置接 添加顶 定义一个区域为接 对区域进行重命 保存模 生成掺杂分布（20分钟 定义材料的掺杂浓度为常 定义区域的掺杂浓度为常 定析的掺杂分 保存模型(见图 生成网格（20分钟 简 定义区域的网格化策 定义优化窗 定义优化窗口的网格化策 在优化窗口中定义一个Multibox网格化策 保存模 为器件结构产生网 和参数（30分钟 简 Scheme基 定义简单的变量和数据类 数学操作 数学表达 GettingStarted10 UsingNoffset3Din2D40 UsingNoffset3Din3D40 Main 基础（15分钟 简 输入命令文 参数文 载流子传输模型（45分钟 简 漂移-扩散传 热力学传 流体力学传 密度梯度传 MonteCarlo传 混合模式模拟（45分钟 简 混合模式模 瞬态扫 一个较复杂的例子（30分钟 电流边界条 在SWB中运行SDevice（25分钟 简 File 使用SWB参 算术表达 G.6参数文件的参数 SentaurusTCAD1工具简介：302Sentaurusworkbench：一个可视化的集成环境（2小时3Ligament：TCAD工艺模拟的一个通用接口。可以在更高的抽象层次上设置和执行TCAD工艺模拟（译者注：如果没有iat拟了lgat后，可采用lgatAD10lgat还不够强大，使用lgat只能得到一个工艺模拟命令文件的模板，需要经过手工修改后方可用于真正的工艺模拟。（140）4、SentaurusProcess：一个完整的高度灵活的工艺模拟器。（5小时20分钟一个功能强大的GUI，并且可以全部采用实现（4小时15分钟）DeviceSentaurusProcess等采用方框法（boxmethod）（130分钟）7SentaurusDevice：器件模拟器，用于模拟半导体器件的电、热和光特性。是业界领先的器ISETCAD10中的混合模拟的集约模型只支持level3）（4小时）8、TecplotSV：用于查看模拟和实验数据的二维和三维绘图（2小时9Inspectx-y数据的绘图和分析工具，例如半导体器件的掺杂分布和电（1小时45分钟 知识是有益的（1小时20分钟）注：拟举办一个为期一周（5天）的培训班。面向XX组新进入的和XX老师研究器件的学生工具简A．TCAD是什么？（10分钟目标：对TCAD进行简要介绍，明确这样一个问题：谁使用TCAD与半导体因此，在开发新的半导体器件或工艺时，有可能采用TCAD计算机模拟代替（注：采用“部分代替”这TCAD模拟在半导体工业界被广泛使用。随着技术变得越来越复杂，半导体工业界愈发依赖于TCAD以降低成本，并加速研发进程。另外，半导体制造商采用TCAD进行成品率分析，亦即：监测、分析和优化其IC工艺流程，分析工艺起伏的影响。TCAD包含两个主要的分支：工艺模拟和器件模工艺模（见图1。例如，在模拟热退火时，在该网格上解算每种杂质的扩散方程。对于氧化模拟，基于氧气的扩处的机械应力等模拟SiO2的生长1NMOSFET栅漏交汇处有限元网格器件模器件模拟可以被想象为半导体器件（如晶体管或二极管）电特性的虚拟测量。器件被描绘成离散化的电极被描绘成多个区域（arerepresentedasareas），在每个区域施加边界条件，例如电压。器件模拟器（contacts）处的电流（见图3）20.13umNMOSFETVgs=1.5V，Vds=3.0V条件Q：谁使用TCAD？

350nmNMOSFETA：工艺制造商、器件设计者、其它需要研究工艺和器件的（如：抗辐照加固领域的科技工作者B．TCAD包含哪些工具？（20分钟目标：对TCAD的各种工具进行简要介绍SentaurusSentaurusProcessmesh，器件模拟器SentaurusDevice，绘图和分析工具inspect。拟的输入文件进行动态前处理。模拟的结果可输入到统计和电子表格。LigamentTCAD工艺模拟的一个通用接口。利用Ligament，可以在一个更高的抽象层次上设置和执行TCAD模拟。自动产生模拟程序的输入文件。LigamentSWBSentaurus模拟程序协同工作。开放式的架构允许用户对命令和模拟转换模块进行定制化的修改和添加。Ligament流程编辑Ligament工具库中定义的全局宏）装配一个工艺流程。Ligament采用SPR（SimpleProcess图2Ligament流程编辑 图3采用Ligament版图编辑器绘制的参数化试验版图。两条水平Ligament版图编辑之间的一个接口，可用于定义一维、二维或三维模拟区域或者进行版图的参数化拉伸（例如Vtroll-off模拟时。Ligament版图GDSIIGIF格式的外部版图。SentaurusSentaurusProcess是一个完整的和高度灵活的工艺模拟环境。采用验证过的（proven）校准方法面向大量的实验数据进行校准，SentaurusProcess可以为现代Si工艺和非Si工艺提供空前的能力。SentaurusProcess基于最初由Florida大学开发，现在广泛使用的。Synopsys强化了该的一些特性，将SentaurusProcess从一个广泛使用的研究工具转换成一个快速且健壮的（robust）工业。与Synopsys的工艺模拟器Dios完全兼容。增强的部分包括：一个与SDE的接口，用于三维刻蚀和淀积；一个模拟SiGe和应变Si的晶格失基于Crystal-TRIM的MonteCarlo注入；先进的校准注入表；解析的注入和损伤模型；代表发展水levelsetMGOALS的网格化模块。MGOALS、高质量的各向异性网格和高性能的求解程序PARDISO结合在一起，形成了优秀的效率和鲁棒性。SentaurusProcess中使用的Alagator语言允许用户快速开发新的扩散模型，使得Sentaurus成为一个十分方便的校准工具图490nmNMOSFET的工艺流程（动画 图5SDE的GUI界SentaurusStructureSDE是一三维结构编辑和三维工艺仿真。几何和工艺仿真操作能够混合。利用UI（例如：矩形、多边形、立方体、圆柱体、球体）以几何形式创建二维和三维器件。也可通过对二维对象进行简单的挤压（xtin或者使二维对象沿某条路径进行扫描从在工艺仿真模式下（Procem），SDE将工艺步骤（例如刻蚀和淀积）转换成几何操作。Procem支持各种选项，例如各向同性和各向异性刻蚀、淀积、圆化、混合（blending，以考虑特殊的工艺效应。SDE提供最先进的可视化能力。结构以其创建的方式进行显示（所见即所得），功能强大的视图过滤使交互式地定义掺杂分布和网格化策略。布局以半透明的方框进行显示，以方便确认。支持网格生成工MeshNoffset3D的所有掺杂和网格化选项GUI还包含一个命令窗口，在该窗口中显示与SDE的GUI操作相对应令。也可在命令窗口中直接输入命令。MeshandysMh采用基于四叉树Nfft3D是fllyttd）网格不仅针对几何结构进行自适应调整，而且针对掺杂浓度进行自适应调整以6STI背面的Noffset3D网格。中粉色为沟道区，暗紫域

图7氮化物边墙（灰域）的SiGeHBT。图中没有给出氧化区域。图中给出了多晶硅和硅区域的掺杂分布。NP掺杂区为蓝色。与坐标轴对齐的网格是由MESH生成的。SentaurusSDevice模拟半导体器件的电、热和光性能。是业界领先的器件模拟器，可以处理一维、二维和三维几Device的应用包括：VDSM硅，SentaurusDevice被证明在100nm以下工艺均相当精确；SOI器件，Sentaurus异质结HEMTHBT；功率和RF半导体器件。件为Vgs=0V，Vds=2V。辐照使陷阱带电，尤其是在埋氧中（底部褐域。这将产生一条沿Si/埋氧界面的漏流通路。电流密度从<10-5Acm-3（蓝色）变化到>103Acm-3（红色（右）漏极电流随时间的变化。Tecplotys集成了llt史悠久的提供高质量工程和科学可视化工具的公司。ltV是一个绘图，具有强大的二维和三ltVltV还可用于研究和分析数据，产生二维和三维视图，产生具有质量的图表和动画，以及在b上共享ltV

Inspectx-y数据的绘图和分析工具，例如半导体器件的掺杂分布和电特性。GUI使得用户可以快例如阈值电压。数据可以返回SentaurusWorkbench用于更次的应用。Calibration器。CalibrationKit辅助用户：完成工艺模拟器 Process，TSUPREM-4，Dios）的有效校准获得一个评估工艺条件的快速、精确和可靠的方理解工艺对各种控制参数的敏感CalibrationKit允许用户对工艺设备参数对器件电特性的影响进行一个具有价值的分析，从而使得用11TecplotSV中查看的四个实验。图中比较了注入的实验数据（SIMS，红色曲线），解析模型（上面两幅图中的绿色曲线）和MonteCarlo模拟（下面两幅图中的绿色曲线（译者注：从图中可以看出，MonteCarlo模拟并不一定比解析模型好） 是一个可视化的集成环境，用于设计、组织和运行模拟GettingStarted（15分钟目标：SWB概WB、 允许用户定义参数和变量以进行复杂的参变量分析。结果可输入到统计电子表格在启动SWB之前，用户必须设置STDB环境变量。该变量被设置为一 路径，通常为用户下的DB或STDB 1、在用户 B2500-4%mkdir2、编辑setenvSTDBB2500-4%swb&1SWB是有效的SWB工程，则在文件夹或者工程名前有一个图标。运行工程（30分钟SWB工swb，然后双击工程窗口中的SWB_nmos，打开SWB_nmos工程（见图图1swb的主窗口，图中显示了工具流、参数和模拟节点（黑色边框SWB_nmosSprocessSDESdeviceInspect。在工具流下面，列出了[n1],[n2]等（注：如果模拟节点数字没有显示，可以View->TreeOptions->ShowNode（xit栅长）,Xj（结深）,Ygox,Tox（栅氧厚度。模拟结束后，提取的电参数显示在对应的列中。双击节点可以显示节点的属性（见图2）图2节点9的节点信息在节点属性中，显示了节点序号，对应的工具，相应的参数及其值，息,,改变树的显工程中的每个模拟节点都有一种颜色显示其状态。右下角的颜色表显示了每种颜色代表的含义3WBsWBsyeatdig）WB示量值信。的参：View->Tree清空工在运行SWB_nmos工程之前，清空前次运行获得的工程结2、在弹出的框中，选择需要移除的项（见 图4清空选项 图5运行工程WB图，（e）（Wit。运行工1、在SWB_nmos上点击右键，选Project->Run（见图StuctureEditor的前两个节点（1516），1516Run。WBWBd_br_tlae>.d和d_br_ar（ie）SWB_nmos上点击右键，选Project预处理成功完成后，SWB在ProjectLog框中相应的信息此时，所有变量（例如Vtgm、Vti和Id）被提取（采用Inspect，节点51-62），并显示在工具流的右边查看输出结每个特定的节点都有一些输入和输出文件与之关联。这可以通过一个节点并选择Visualize查看。可以采SEdit查看所有的文本和日志文件。所有的输出数据文件（包括Dios、Sprocess、Mdraw、Sdevice、SdeviceEMW的输出）均可采用Tecplot查看，所有的曲线（DiosSdevice输出的.plx和.plt文件）Inspect除此之外，运行模拟的过程中写到标准输出的信息，可以通过选择ViewOutput选项查看创建工程（30分钟目标：装配和保存一个新的SWB工程设置设置工具流的第一步是创建一个工Project-这将tmp文件夹中创建一个临时工程，工程名类似g_lnx_2879_0.tmp（见图1）1Sprocess,SDESdevice和Inspect。在NoTools处点击右键（见图图2显示了FamilyTree的主窗口 图3添加工具框选择Add，弹出如图3的框。点击OK，出现一个CreateDefaultExperiment框，在该框中，可以创建一个scenario（见图4），Scenario域中输入new。 图4CreateDefaultExperiment 图5Sprocess的喜好选择Sprocess以批处理方式运行Sprocess图标，EditInput->PreferencesSWB_nmos工程中导入所需的文件。1、Sprocess图标，选择ImportFile->LigamentFlow。2、在ImportFlowFile框中选择sprocess_lig.cmd（见图6）图6ImportFlowFile 图7SDE喜好选择类似地，Sprocess图标，选择ImportFile->LigamentLayout，选择sprocess_lig.lyt文件。SDE工具（7，注：选择批处理运行方式；不选UseLigament。）现在，必须提供命令文件和边界文SDE图标，ImportFile->Commands，选择sde_dvs.cmd。Sdevice，导sdevice_des.cmd文件。类似地，ImportFile->Parameter(SiModel)，选择文件1各种工具的输入文件其实是以ImportFile的方式导入，否则，工具不知道哪个文件是其输入文件2、QWB3、为了规范化，推荐使用固定的文4 可以将带参数令文件理解为模板文件，在参数被实际值替换之后的文件为实际运行的文组装多个实验（30分钟目标：添加参数和变量，创建多个实验添加参在WBNN1和2M和NMN下面介绍Sprocess,SDE和Sdevice中的参数（注：各工具令文件均可SWB设置的参数）Sprocess中，具有下列参数：Type用于定义结构名称lgate用于定义栅长HaloDoseHaloSdevice中，具有下列参数：Vdd定义施加的工作电Sprocess图标下的灰色框，选择Add（见图1）图1添加参数框 类似地添加其它参数。在添加完各种参数之后，主窗口应当如图2所示。为了检查参数是否已到SDE的输入文件sde_dvs.cmd中：SDEEditInput->Commands打开sde_dvs.cmd(definePolyDop@PolyDop@)对于Sdevice，Vdd和Vds以如下形式PlD,和对工程进行前处理工程图标，选择Project>设置多个实图4创建新的实 图5清空工创建多个实2、输入图4中所示的值采用以下值重复以上过Experiment3Type:nMOSlgate:0.18HaloEnergy:25PolyDop:6e19Vdd:1.5Vds:Experiment4Type:nMOSlgate:0.18HaloEnergy:25PolyDop:6e19Vdd:1.5Vds:Experiment5Type:nMOSlgate:0.18HaloEnergy:15PolyDop:6e19Vdd:1.5Vds:Experiment6Type:nMOSlgate:0.18HaloEnergy:15PolyDop:6e19Vdd:1.5Vds:Experiment7Type:nMOSlgate:0.13HaloEnergy:15PolyDop:6e19Vdd:1.5Vds:lgate:0.13lgate:0.13lgate:0.13lgate:0.13lgate:0.13HaloDose:PolyDop:HaloDose:PolyDop:6e19HaloDose:PolyDop:6e19HaloDose:PolyDop:6e19HaloDose:PolyDop:6e19Vdd:Vds:Vdd:Vds:Vdd:Vds:Vdd:Vds:Vdd:Vds:将工程清空（见图此时，主窗口应当如图6所示图 图注：如需渐进地改变某个值，参数名，选择AddValues（见图创建方通过选择不同的参数值12个实验。用户可以运行所有的12个实验（这一方案被称为all）除此之外，用户可以实验子集以创建多个方案，然后单独运行各个方案。下面举例说明，创建一1、单击实验3加亮。2、Ctrl+单击，加亮实验793、Edit->Copy4、Scenario->Add5、在弹出的框中，输入New1，点击Add（见图8）8通过滚 中的Scenario菜单（图9中黑框所示）可以在SWB主窗口中显示不同的方案图9中的Scenario菜裁剪New1lgate=0.18,HaloDose=1e13,HaloEnergy=25Vds=0.05的情况不需要模拟。因此，可以裁剪掉节点41：4153被裁剪掉并以灰色显示添加变定义一Vsub变量代表衬底偏压。LigamentGUI用于创建工艺模拟器的输入文GettingStarted10简文件。Ligmant包括三个工具：流程编辑器、版图编辑器和转换器。Ligament流程在流程编辑器中，用户采用宏组织工艺流程，包括用户自定义的局部宏和 库中定义的全局宏Ligament版图域、参数化版图（例如：Vtroll-off模拟。版图编辑器支持GDSIICIF格式的版图。LigamentSPR语言转换为目标模拟器的语言。转换器支持的工艺模拟器包括Sprocess、TSUPREM-4、Dios和工艺仿真器SDELigament流程编辑器30Ligament流程

图1流程编辑器主窗 图2带宏调用的工艺流显示如图1所示的主窗开始装配一个新的工艺流开始一个新的工艺流File>设置流程的初始环境Edit>AddProcess三个新的宏入到工艺流程的开头（见图改变宏调用AsimpleprocessTitleofprocesssimulator001SimulationFilenameofthetranslated5e14AsimpleprocessflowforsprocesssimulationtoshowtheuseofLigamentFlowEditor.用户定义的变定义一个新的变量File>New将其名称改为damage，敲回车在Argument选项卡内双极该变量名将变量的类型改为Type，值改为defect.model=plus.one（见图使用变量

图 图type将值设为$damage（见图注：通常，在Ligament流程编辑器中可以工艺步骤的绝大部分重要参数。但是，Ligament流程编辑器不可能包括特定模拟器的所有命令和选项。为了克服这一问题，Ligament流程编辑器采用通用宏insert，可以向工艺流程中特定模拟器令。另一方面，与模拟器相关令选项（如damagemodel=plus.oneType变量解决（如本节所示。转换和语法检以上三个命令分别为：转换、检查语法、回到编辑模式转换之后得到令文件显示在右边，注意：可以交叉显示（见下图Ligament版图编辑器30启动 版图编辑1注：Layout模式使能典型的版图编辑功能，TCAD模式允许用户TCAD的特殊功能保存版File>SaveLayoutAs>DF-定义模拟区单击"selectlinefor2Dsimulation"画一条割使用版加载版图：FileOpen注 是在版图编辑器中定义模拟区域时指定的名称在SWB中运行 30SWB中启Ligament工在工程中添加sprocessTools>sprocess图标，EditInputLigamentsprocess图标，EditInputLigamentImportFileLigamentFlow（见下图Ligament版图编辑器中的版图参数在版图编辑器中将鼠标移到X=0.2的位置，单保存版图参数定义File>SaveLayoutCommandSWB中的参在版图编辑其中定义了参数之后，在SWB中也必须定义相应SWB进行预处理时，版图参数由SWB中定义的值替换，从而实现了版图Ligament工作建立一个Ligament工作区：File>Workspace>保存工作区文件.wksSWB中使用Ligament工作区：SWBLigament转本例中的Ligament工作区文件sprocess_lig.wks包含工艺流程文件sprocess_lig.cmd，版图文件第一步，调用Ligament转换器，将工艺流程展开（unfold），还有可能对工艺流程进行分割（split）。在本例中，由于在ToolProperties框中定义了Ligament令行选项，实际执行令为另外还执行参数替换（使用SWB中定义的参数值。这一步的输入包括sprocess_lig.cmd、sprocess_lig.lyt和SWB中定义的参数。这一步产生的文件为pp3_lig.cmdpp4_lig.cmd艺模拟命令文件n3_fps.cmd和n4_fps.cmd在这一步中，所有的Ligament命令、版图掩模以及版图参数化被处理 是一个完整的、高度灵活的工艺建模环境GettingStarted目标Sprocess的特征做一个简搞清Sprocess使用的文件搞清楚如何运行简ss采用验证过的校准方法与的实验数据进行过校准，能够提供具有价值（iti，也通过一系列复杂性不断增加的例子，介绍Sprocess的绝大部分广泛使用令Sprocess使用的文件Sprocess命令文件日志文件TDR边界文件(MeshNoffset2D/3D)的输入文件。可Tecplot查看该文件。还可以TDR文件查看器查看该文件(%tdxxx.tdr)。注：也可保存DF- 格式的边界文件*_mdr.bnd。该文件也可作为网格化引擎的输入TDR网格和掺杂文件该文件包含两种信息：器件的几何结构和网格；器件的掺杂分布。可以采用tecplot查看。注：如果采DF-ISE格式，则网格文件和掺杂分布文件分别以.grd和.dat的格式保存。DF- 掺杂和网格优化（refinement）文件cmdQ：为什么在做Sprocess模拟时有时没有生成_msh.cmd文件A：如果在struct命令中使用ise.mdraw，则会生成_mdr.cmd文件。此文件可以作为网格化引擎的输入DF-ISE文件保存某截面掺杂浓度或其它信息的一维分布，可作为Inspect的输入一维工艺模拟简定义初始一linexlocation=0.0 linexlocation=10<nm> linex 在绝大部分情况下，长度单位的默认值 um。显示指定单位时需要采用<>定义初始模拟域 通常，初始的模拟域 )可以包含多个区域初始initconcentration=1.0e15<cm-3>设置 网格化策在遇到第一个改变几何结构令(例如：氧化、淀积、刻蚀)之前，均采用初始网格。对于氧化、淀积、刻也执行刻蚀和淀积 尽量保留初始网格，只修改新层中的网格和新界面附近的网其中 定义从界面算起，第一层的网格间 限制二维模拟时的横向网格间距以及任何位置的最大网格间 定义从一层到下一层时网格间距的最大变化GrowingScreeninggas_flowname=O2_1_N2_1pressure=1<atm>\diffusetemperature=900<C> gridremeshgridremeshMGOALS网格重定义步骤。推荐在氧化步骤完成之后执行此命令。刻蚀和淀积采用MGOALS执行，自动执行网格重定义。测量氧化物selectz=Boron选择Blayers打印一个区域的列表，包括各个区域的top和bottom坐标，以及被选择的实体（ty）在每个区域内的积分。例如，此处打印了每个区域内B的积分浓度。 {-6.43e- 4.11e- {4.11e- 此处，在热氧化的过程中消耗了4.11nm的Si，最终的氧化物厚度为4.11+6.43=10.54nm。Si层中的积分浓1.98*1011cm-2=1015cm-3(2*10-4cm-4.11x10-7cm)。DepositingScreening行热扩散。如果氧化物增强的扩散（xiti-acdiffiD）和氧化过程中的i消耗不重要（）diffusetemperature=900<C> Tcl控制语Sprocess命令文件中可以使用Tcl语法setSCREENif{$SCREEN=="Grow"} gas_flowname=O2_1_N2_1pressure=1<atm>\diffusetemperature=900<C> gridremesh}else diffusetemperature=900<C> }注 Savingtheas-implantedWritePlx1DasImpl.plx如果是二维和三维结构，在WritePlx命令中需要指定一维割线的x、y或者z坐标。2给出了ArBSiO2/SiB被耗尽，这归因于氧化物生长过程中B的分凝。热退火,Drive-in,Activation,andScreeningOxide为了消除注入过程引起的缺陷（退火），或者使杂质进一步向衬底方向扩散，或者使注入的杂 上图比较了注入之后以及退火之后As的掺杂分布。从图中可以看出，所有的As均已活化二维工艺模拟简介绍0.18umNMOSFET的二维器件模拟定义初始的二维网linexlocation=0.0 spacing=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>lineylocation=0.0 lineylocation=0.40<um> 注在一维、二维和三维模拟时，Sprocess采用的坐标系统是一致的x轴为wafer垂直的方向在遇到第一个掩模之前 采用一维模拟建议从一个较粗的网格开始模拟，这样可以提高速度。在模拟的过程中，自动网格化将增加网格节点模拟域与初始B的注dose=2.0e13<cm-dose=1.0e13<cm-energy=80<keV>tilt=0dose=2.0e12<cm-energy=25<keV>tilt=0第一轮的高能注入用于制作p阱，第二轮的中能注入用于制作一个倒向分布的B杂质分布以抑制穿通，第三轮的低能注入用于调整阈值电压Vt。生长栅mgoalson normal.growth.ratio=1.4accuracy=2e-5gridremeshgridremesh命令强制在新生成的氧化物层中创建MGOALS制作多晶硅depositpolytype=anisotropicthickness=0.18<um>maskname=gate_maskleft=-1right=90<nm>etchpoly etchoxidetype=anisotropicthickness=0.1<um>注type=anisotropic意味着多晶硅只在纵向上生长。使用掩模令包括implant、etch和deposit多晶硅重氧为了应力，在形成边墙之前生长一层薄的氧化物diffusetemperature=900<C>time=10.0<min>O2pressure=0.5<atm>\Inalldiffusionsteps,SentaurusProcessaccountsforaverythinnativeoxidelayer,whichisalwayspresentonsiliconandquicklyformsonnewlycreatedinterfaces.Thekeywordmgoals.nativespecifiesthatMGOALSshouldbeusedtodepositthislayer.Thisis mendedforcomplexgeometries.MGOALS自动在薄的氧化层以及邻近的Si与多晶硅中进行网格重定义多晶重氧化之后的结 MGOALS自动生成的网以上命令生成NMOS4_fps.tdr文件，可以采用tdx查看.tdr文件，如%tdx以df-isesnapshot：structdfise=NMOS4LDDHalo注入之前进行网格重定refineboxsiliconmin={0.00.05}max={0.10.12}xrefine={0.010.010.01}yrefine={0.010.010.01}addrefineboxremesh注在LDD区域的掺杂分布是非常重要的，因此需要使用更加精细 中的三个值分别指定顶部、中间和底部的网格间add将网格重定义方框增加到当前的网格策略。LDDHalo注implantArsenicdose=4e14<cm-2>energy=10<keV>tilt=0rotation=0implantBorondose=0.25e13<cm-2>energy=20<keV>\tilt=30<degree>rotation=90<degree>tilt=30<degree>rotation=180<degree>tilt=30<degree>rotation=270<degree>LDD注入采用较高的剂（4*1014cm-2）和较低的能量。Halo注入也采用了较高的（1*1014cm-2）采用快速热退火（RTA）使杂质活化形成边depositnitridetype=isotropicthickness=60<nm> nitridetype=anisotropicthickness=84<nm> oxidetype=anisotropic在源/漏注入之前进行网格重定refineboxsiliconmin={0.040.05}max={0.180.4}xrefine={0.010.010.01}yrefine={0.050.050.05}addrefineboxremesh源/implantArsenicdose=5e15<cm-2>energy=40<keV>\tilt=7<degree>rotation=-90<degree>(51015m-27（alig，-907。ContactdepositAluminumtype=isotropicthickness=30<nm>etchAluminumtype=anisotropicthickness=0.25<um>mask=contacts_masketchAluminum 保存整个结structsmesh=NMOSsmesh创建网格化引擎Mesh或者器件结构编辑器sde所需的文（注：工艺模拟的下一步一般是网格化，或者导入到sde）除了*_fps.tdr文件之外，还保存了Mesh所需的输入文件：*_bnd.tdr和*_msh.cmd提取一维分可以在工艺模拟流程的任何时刻提取一 y=0.0 WritePlxNMOS_ldd.plxy=0.1silicon 定义模型和指定参数属性数据库在输入文件中改变采用全定制的校准文件简校准文件用于保存所有的模型选择和参在Sprocess输入文件的开头导入校准文件 全局设pdbSetDoubleSiliconBoronSolubility\{[Arr2e22{- 0{0.92*[Arr3.3e-21{0.92*[Arr 0.0SetDiosPairModelMode选择chargedpair（可以理解为电子空穴对）Dios中的电子空采用高级校准简高级校准为用户提供一套面向深亚微米工艺校准过的参数，包括超浅结的形成、表面剂量损失、沟道halo激活高级校在输入文件的开头，注在工艺模拟时选择模型和参数具有相当采用高级校准之后对器件的单粒子响应是否存在影SWBLigament简Ligament流程编辑器提供一个GUI界面用于创建和编辑工艺流程。用户可以在ligament环境下，采用（包括用户定义的局部宏和Ligament工具库提供的全局宏组装一个工艺流程。Ligament采用SPR（SImple但是，某些与模拟器相关的控制序列并不是由SPR直接处理的。本节将介绍如何在LigamentSPR流程中包含与Sprocess或者swb相关的指令。参数Sprocess使用的参数包TypenMOS|pMOSNMOSPMOS定义网注意右上图中TCL变量的写注意右上图中Sprocess命令文件SWB参数的方法，即采用@CustomModelswithAlagator简SprocessAlagator（ALayeredApproachtoGeneratingAdvancedTechnically-Research）语言指定用于扩散模拟的偏微分方程和边界条件。 使得用户可以定制扩散模型SpecialFocus:槽刻蚀简本节STI的工艺流程GrowingpadSTIDepositingandCMPofNitridelineylocation=0.0 spacing=0.1<um>tag=leftlineylocation=0.5<um>spacing=0.1<um>tag=rightlinexlocation=0.0 linexlocation=0.5<um>spacing=50.0<nm>linexlocation=5.0<um>spacing=0.5<um> gas_flowname=O2pressure=1.0<atm>\temp_rampname=PadOxidetime=1.5<min>\temp=1050.0<C>hold temp_rampname=PadOxidetime=(1050.0-700.0)/20<s>\ setPadOxThick[MeasureOxSilicon20.0]puts"ThicknessifPadOxis:$PadOxThickum"MeasureOx三个参数的含义分别为（1）氧化层的下层材料（2）模拟的维数；3）测量氧化物厚度的位置（y坐标。淀积machinename=NiDepnitride STI光mgoalsset set maskname=STIsegments={-1.0$TrenchLeftCoord$TrenchRightCoord2.0}depositPhotoresistisotropic 浅槽刻procetchAngle{AngleMaterialDepth}setalpha[expr${Angle}*atan(1.0)/45.0];#Degreetoradiantsetx1 [exprsin($alpha)]; ponentofetchdirectionalvectorset setx3 setetchRate[expr1.0/sin($alpha)]etaterial=$Materialtime=$Depthtype=directional\direction={$x1$x2 $x3}rate=$etchRate}上面这段命令定义了一个过程，该过程包括三个参数：刻蚀的角度、材料和深setNitrideAngle stripPhotoresist 8785度倾角刻蚀i生长衬垫氧化TEOSdepositOxideisotropicetaterial={Oxide} type=cmp etaterial={nitride}type=cmpcoord=-0.05氮化物的剥离/反 SpecialFocus:MeshingwithMGOALS(15分钟简 执行两个动作：边界移动和网格优化。本节关注网格优采用min.normal.size、normal.growth.ratio以及max.lateral.size设置垂直和水平方向的网格尺寸linexlocation=-0.15spacing=0.01tag=GateToplinexlocation=-0.02spacing=0.005linexlocation=-0.01spacing=0.005tag=OxToplinexlocation=0.0spacing=0.005tag=SiToplinexlocation=0.05spacing=0.01linexlocation=0.5linexlocation=1.0spacing=0.2lineylocation=lineylocation=lineylocation= regionsiliconxlo=SiTop xhi=SiBottomylo=Midyhi=Rightregionoxide regionpoly xlo=GateTopxhi=OxTop ylo=Midyhi=Gate以上命令生成的初始网格MGOALSmgoalson 远离界面的方向，网格间距不断变大，变化速率由normal.growth.ratio控制。 网格 min={- 0.05 max={ 0.15 all 其中all指定对框中所有材料进行网SpecialFocus: 工艺模拟（Sprocesssde结合）(30目标：阐述在Sprocess中如何采用SDE库进行三维边界移动操简Sprocess在三个方向上以相似的方法执行淀积、刻蚀以及相关的操作。MGOALS库在一维和二维模拟执行这些操作。SDE执行三维操作，包括掩模、刻蚀、淀积、phototransform。Sprocess在三维与二维和一维之间自动切换。该模式的详细阐述以及示例可参考“SentaurusProcessUserGuide11各项异性刻linexloc=-0.25 linexloc=0.0 linexloc=0.05 linex lineyloc=0.0 lineyloc=0.6 tag=yhispac=0.1linezloc=0tag=zlospac=0.1 refineboxmin={-10-10-10}max={101010}xrefine=0.3yrefine=0.3zrefine=0.3#Note!depositionwithamaskdepositswherethereisnomaskmaskname=nimaskleft=0.3right=1front=0.2back=1pdbSetInfoDefault1depositnitridemask=nimaskthickness=0.15structtdr=etch0structtdr=etch1structtdr=AnisoEtch在遇到第一个三维掩模之后，Sprocess自动转换到sde模式各向同性淀linexloc=-0.25tag=gastopspac=0.05linexloc=0.0tag=substopspac=0.01linexloc=1.5tag=subsbottomspac=0.2lineyloc=0.0 lineyloc=0.3liney tag=yhilinezloc=0.2spac=0.01linezloc=0.4tag=zhiregionsiliconxlo=substopxhi=subsbottomylo=yloyhi=yhizlo=zlozhi=zhiregiongasxlo=gastopxhi=substopylo=yloyhi=yhizlo=zlozhi=zhirefineboxmin={-10-10-10}max={101010}xrefine=0.2yrefine=0.2zrefine=0.2refineboxinterface.materials={SiliconOxide}pdbSetInfoDefault1###Maskspecifications,aswellasspecificationsofcuboids#insideofsdecommandsaresupposedtobeinsde(akadfise)coordinates#floopsmaskcommandsareinfloopscoordinates.#Thedifferenceis:floopsX-->-sdeZandfloopsZ-->sdeXsde(sdegeo:set-default-boolean"ABA"(position)"Silicon""Silicon_2"))(definefacelist(list(car(find-face-id(position0.10.3(car(find-face-id(position5)))(sdegeo:taper-facesfacelist(position)(gvector001)3)(sdeio:save-dfise-bnd"all""out1_sde.bnd")}depositoxidethickness=0.07isotropic structtdr=Depo_finalMultimateriallinexloc=-0.4tag=gastop linexloc=-0.3tag=potop linexloc=0.tag=sitop linexloc=0.3 linexloc=1.0 lineyloc=0.0tag=ylowspac=0.1lineyloc=0.5tag=ymidspac=0.1lineyloc=1.0tag=yhighspac=0.1linezloc=0.0tag=zlowspac=0.1linezloc=0.5tag=zmidspac=0.1linezloc=1.0tag=zhighspac=0.1regionsiliconxlo=sitop regionoxidexlo=potop xhi=sitopylo=ymidyhi=yhighzlo=zmidzhi=zhighregionnitridexlo=potop xhi=sitopylo=ylowyhi=ymidzlo=zmidzhi=zhighregionpolysiliconxlo=potopxhi=sitopylo=ymidyhi=yhighzlo=zlowzhi=zmidregionsiliconxlo=potop xhi=sitopylo=ylowyhi=ymidzlo=zlowzhi=zmidregion mgoalsonmin.normal.size=0.02accuracy=1e-6max.box.angle=165\normal.growth.ratio=2max.lateral.size=0.3refineboxmin={-10-10-10}max={101010}xrefine=0.3yrefine=0.3\zrefine=0.3addpdbSetInfoDefault1etchtime=1info=1type=anisotropicmaterial={oxidesiliconnitride}\rate={0.10.20.28}mask=emsde={"algorithm""lopx"}struct同时刻蚀多种材料。sdealgorithm"lopx"}sdelopxReflectandlinexloc=-0.25tag=gastopspac=0.05linexloc=0.0tag=substopspac=0.01linexloc=1.5tag=subsbottomspac=0.2lineyloc=1.95linezloc=0.15spac=0.1linez refineboxmin={-10-10-10}max={101010}xrefine=0.2yrefine=0.2zrefine=0.2refineboxinterface.materials={SiliconOxide}sdelogfile=reflect_clip.scmonpdbSetInfoDefault1mask#Alayoutfile"simple.lyt"generatedwithProlytis#FormoreinformationaboutLigamentandProlyt,refertoSection2oftheHTML#trainingmaterial.#depositionwithmasksdepositswherethereisnomaskmaskname=Mask2negativedepositnitridethickness=0.25anisotropicinfo=1mask=Mask2etchoxidethickness=120type=anisotropicmask=Mask1structtdr=initialstructtdr=reflecttransformclipmin={-101.350.15}max={101.65注意版图文件的导入以及mask的使用。版图文件中定义了Mask1Mask2SDE（结构编辑器GettingStarted（15分钟目标GUISDE使用的文件类产生一个简单的器件简UGUI包含一个命令行窗口，窗口中即时显示GUI操作的菜单命令DEatigemig和lig。B2500-4%sde输入/输出文件 支持的输入/输出文件的主要类型包括 文件用户定义的文件，可用于以批处理的方式建立一个器件结构日志文件该文件除了包含命令之外，还包含日志命令。日志命令控制文件的执行。例如，以下命令指示SDE停止的连续执行，的剩余部分一行一行地单步执行该文件包含模型的几何结构 格式不能直接编辑DF-ISE边界文件这是一个DF-ISE格式的边界文件。该文件可以直接被加载到SDE或者其它SynopsysTCAD工具，如网化引MeshNoffset2D/3D注：边界文件也可以TDR格式（.tdr）创建这是一个DF-ISE格式的文件，包括掺杂和网格优化信息，结合对应的边界文件，可唯一地定义模型的几1：当执行命令File->SaveModel或File->SaveModelAs时，SDE：（1）以ACIS格式保存模型的几何结构（.sat）（2）保Ref/Eval窗口和参数（.scm）（3）网格优化和掺杂相关的信息（.cmd）（4）DF-ISE注2：TDR边界文件可以采用以下命(sdeio:save-tdr-bnd(get-body-list)在一个终端窗口中键入以下命令，可以在TDR文件查看器中打开TDR文件B2500-4%tdx创建一个简单的结 提供两种不同的方法用于创建和编辑器件结构GUI基于的方窗口键入命令。由于GUI操作时，命令行窗口有对应的显示，所有以前执行过令，无论是基于GUI的还是基于的，均可被再次调用、编辑和重新执行。示创建一个包含一个Si立方体和一个氧化物立方体2、在Material列表框中选择Silicon3ISO3D6、在显示窗口中拖动鼠标 鼠标后，显示以 框图2立方体定义 7、在起始点和终止点分别输入(000)和(11命令行窗口中出现的最后为(sdegeo:create-cuboid(position000)(position111)"Silicon"在命令行窗口中输入(sdegeo:create-cuboid(position010)(position121)"SiO2"生成二维边界（45分钟简本节介绍如何一步一步地生成一个如图1所示的二维SOIMOSFET器件 图1二维SOIMOSFET器 图2Material列表File-ExactCoordinates模Draw>Exact选择材Material列表框2选择默认的布尔表在大多数情况下，一个器件包括多个区SDEGUI构建器件时，后添加的区域可能与已经存在的区域。的部分到底是哪种材料？这需要一个预先定义的方案。SDENewReplacesOld方案时，新添加的区域将替换已经存在的Draw->OverlapBehavior->NewReplacesOld，或者单击的相应按钮创建矩形区3的参数创建衬底 图3ExactCoordinates框 图4器件结构Gate(-0.2-40e-4),(0.2Nitride(-0.2-0.2),(0.2-40e-Poly(-0.1-0.2),(0.1-40e-(-0.50.1),(0.5最终结果如图4所示Single-Lumped区在本例中 衬底和氮