Silvaco中文学习手册

§4 工艺及器件仿真工具SILVACO-TCAD

本章将向读者介绍如何使用SILV ACO公司的TCAD工具ATHENA来进行工艺仿真以及A TLAS来进行器件仿真。假定读者已经熟悉了硅器件及电路的制造工艺以及MOSFET 和BJT的基本概念。

4.1 使用ATHENA的NMOS工艺仿真

4.1.1 概述

本节介绍用A THENA创建一个典型的MOSFET输入文件所需的基本操作。包括：

a. 创建一个好的仿真网格

b. 演示淀积操作

c. 演示几何刻蚀操作

d. 氧化、扩散、退火以及离子注入

e. 结构操作

f. 保存和加载结构信息

4.1.2 创建一个初始结构

1定义初始直角网格

a. 输入UNIX命令：deckbuild-an&，以便在deckbuild交互模式下调用A THENA。在短暂的延迟后，deckbuild主窗口将会出现。如图 4.1所示，点击File目录下的Empty Document，清空DECKBUILD文本窗口；

图4.1 清空文本窗口

b. 在如图4.2所示的文本窗口中键入语句go Athena ；

图4.2 以“go athena”开始

接下来要明确网格。网格中的结点数对仿真的精确度和所需时间有着直接的影响。仿真结构中存在离子注入或者形成PN结的区域应该划分更加细致的网格。

c. 为了定义网格，选择Mesh Define菜单项，如图4.3所示。下面将以在0.6μm×0.8μm 的方形区域内创建非均匀网格为例介绍网格定义的方法。

图4.3 调用ATHENA网格定义菜单

2 在0.6μm×0.8μm的方形区域内创建非均匀网格

a. 在网格定义菜单中，Direction（方向）栏缺省为X；点击Location（位置）栏并输入值0；点击Spacing（间隔）栏并输入值0.1；

b. 在Comment（注释）栏，键入“Non-Uniform Grid(0.6um x 0.8um)”,如图4.4所示；

c. 点击insert键，参数将会出现在滚动条菜单中；

图4.4 定义网格参数图 4.5 点击Insert键后

d. 继续插入X方向的网格线，将第二和第三条X方向的网格线分别设为0.2和0.6，间距均为0.01。这样在X方向的右侧区域内就定义了一个非常精密的网格，用作为NMOS晶体管的有源区；

e. 接下来，我们继续在Y轴上建立网格。在Direction栏中选择Y；点击Location栏并输入值0。然后，点击Spacing栏并输入值0.008；

f. 在网格定义窗口中点击insert键，将第二、第三和第四条Y网格线设为0.2、0.5和

0.8，间距分别为0.01，0.05和0.15，如图4.6所示。

图4.6 Y方向上的网格定义

g. 为了预览所定义的网格，在网格定义菜单中选择View键,则会显示View Grid窗口。

h. 最后，点击菜单上的WRITE键从而在文本窗口中写入网格定义的信息。如图4.7。

图4.7 对产生非均匀网格的行说明

4.1.3定义初始衬底参数

由网格定义菜单确定的LINE语句只是为ATHENA仿真结构建立了一个直角网格系的基础。接下来需要对衬底区进行初始化。对仿真结构进行初始化的步骤如下：

a.在ATHENA Commands菜单中选择Mesh Initialize…选项。A THENA网格初始化菜单将会弹出。在缺省状态下，<100>晶向的硅被选作材料；

b.点击Boron杂质板上的Boron键，这样硼就成为了背景杂质；

c.对于Concentration栏，通过滚动条或直接输入选择理想浓度值为1.0，而在Exp栏中选择指数的值为14。这就确定了背景浓度为1.0×1014原子数/cm3；（也可以通过以Ohm·cm 为单位的电阻系数来确定背景浓度。）

d.对于Dimensionality一栏，选择2D。即表示在二维情况下进行仿真；

e.对于Comment栏，输入“Initial Silicon Structure with <100> Orientation”，如图4.8；

f.点击WRITE键以写入网格初始化的有关信息。

图4.8 通过网格初始化菜单定义初始的衬底参数

4.1.4运行ATHENA并且绘图

现在，我们可以运行ATHENA以获得初始的结构。点击DECKBUILD控制栏里的run 键。输出将会出现在仿真器子窗口中。语句struct outfile=.history01.str是DECKBUILD通过历史记录功能自动产生的，便于调试新文件等。

使初始结构可视化的步骤如下：

a.选中文件“.history01.str”。点击Tools菜单项，并依次选择Plot和Plot Structure…，如图4.9所示；在一个短暂的延迟之后，将会出现TONYPLOT。它仅有尺寸和材料方面的信息。在TONYPLOT中，依次选择Plot和Display…；

b.出现Display（二维网格）菜单项，如图4.10所示。在缺省状态下，Edges和Regions 图象已选。把Mesh图象也选上，并点击Apply。将出现初始的三角型网格，如图4.11所示。

现在，之前的INIT语句创建了一个0.6μm×0.8μm大小的、杂质硼浓度为1.0×1014原子数/cm3、掺杂均匀的<100>晶向的硅片。这个仿真结构已经可以进行任何工艺处理步骤了（例如离子注入，扩散，刻蚀等）。

图4.9 绘制历史文件结构

图4.10 Tonyplot：Display（二维网格）菜单

图4.11 初始三角网格

4.1.5栅极氧化

接下来，我们通过干氧氧化在硅表面生成栅极氧化层，条件是1个大气压，950°C，3%HCL,11分钟。为了完成这个任务，可以在ATHENA的Commands菜单中依次选择Process 和Diffuse…，ATHENA Diffuse菜单将会出现。

a.在Diffuse菜单中，将Time（minutes）从30改成11，Tempreture（C）从1000改

成950。Constant温度默认选中（见图4.12）；

图4.12 由扩散菜单定义的栅极氧化参数

图4.13 栅极氧化结构

b.在Ambient栏中，选择Dry O2项；分别检查Gas pressure和HCL栏。将HCL改成3%；在Comment栏里输入“Gate Oxidation”并点击WRITE键；

c.有关栅极氧化的数据信息将会被写入DECKBUILD文本窗口，其中Diffuse语句被用来实现栅极氧化；

d.点击DECKBUILD控制栏上的Cont键继续ATHENA仿真。一旦栅极氧化完成，另一个历史文件“.history02.str”将会生成；选中文件“.history02.str”，然后点击Tools菜单项，并依次选择Plot和Plot Structure…，将结构绘制出来；最终的栅极氧化结构将出现在TONYPLOT中，如图4.13所示。从图中可以看出，一个氧化层淀积在了硅表面上。

4.1.6提取栅极氧化层的厚度

下面过DECKBUILD中的Extract程序来确定在氧化处理过程中生成的氧化层的厚度。

a.在Commands菜单点击Extract…，出现A THENA Extract菜单；Extract栏默认为Material thickness；在Name一栏输入“Gateoxide”；对于Material一栏，点击Material…，并

选择SiO~2；在Extract location这一栏，点击X，并输入值0.3；

b.点击WRITE键，Extract语句将会出现在文本窗口中；

在这个Extract语句中，mat.occno=1为说明层数的参数。由于这里只有一个二氧化硅层，所以这个参数是可选的。然而当存在有多个二氧化硅层时，则必须指定出所定义的层；

c.点击DECKBUILD控制栏上的Cont键，继续进行A THENA仿真仿真。Extract语句运行时的输出如图4.14所示；

从运行输出可以看到，我们测量的栅极氧化厚度为131.347?。

图4.14 Extract语句运行时的输出

KlippelQCsystem操作说明书

FOSTER ELECTRIC (PANYU) FACTORY
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Klippel QC system 操作说明书
第一章 生产线使用指南
一、开机注意事项： 1．开机：必须先开电脑，再开分析仪，避免电脑开启时冲击电流损坏分析仪内 部精密部件； 2．关机：必须先关分析仪，再关电脑； 3．平时机器不使用时，要用毛巾或者棉布盖好测试箱，避免灰尘落入 MIC，影 响测试结果。
二、使用手顺： 1．从桌面上双击“QC Engineer”，打开使用界面，选择要测试的机种，按“Start” 开始进入测试窗口。此时，系统会弹出要求输入用户名与密码的小窗口，输入正 确才能进入设置。
双击这里
选择要测试的 机种名
输入用户名与 密码

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2．进入测试界面后，系统会弹出下图所示的设置窗口,如果这个窗口关闭了，可 以点击界面左上角的手形工具箱重新打开，在这里主要是设置测试数据保存位 置，以方便查找。
在 Tasks 任务栏 内选择第四行 “Finish”.
点击这里新建 保存目录路径
点击这个手形 工具可打开以 上窗口

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3．点击“Limits”设定测试标准，此时需要点击一下“Activate Limit Calculation Mode”打开激活，如下图所示。
点击这里激 活，再次点击 为关闭激活
注意：设定标准请在生产线都开 LINE 的情况下进行设定， 那样才能设定需要的环境噪音！

silvaco安装教程

[原创]Silvaco在linux下的安装方法 ——提供给要学习silvaco软件的各位 首先声明：要安装此版本需要有windows版本的支持，因为linux版本无破解文件，所以我并没有像网上安装一样安装服务在linux版本下，我安装服务在windows，linux从windows 获得服务，从而开启linux下的silvaco。（本教程及软件是给那些想要学习silvaco软件的，请勿用于任何其他商业用途） 本教程从安装windows的silvaco开始到虚拟机一直教到大家将silvaco安装完成为止。。 首先告诉大家此教程是在windows xp下操作的，如果是vista用户，操作有些不同，我会慢慢提出来。 安装windows xp版本的silvaco ，这个网上都有： 1、安装TCAD 2007.04，如果作为LICENSE服务器，请选择安装SFLM server。然后在系统服务里停止： Standard Floating License Manager (SFLMSERVERD)，如果有这个服务的话。 2、把rpc.sflmserverd.exe拷贝到下面的路径： sedatools\lib\rpc.sflmserverd\8.0.3.R\x86-nt 替换原来的文件。 3、在快捷方式中运行Start Server 确保下面的系统服务启动： Standard Floating License Manager (SFLMSERVERD) 会要你设密码，随便写一个就行。 4、通过IE http://127.0.0.1:3162进入SFLM设置,通过SFLM在线获取该电脑的SFLM_ID。可能得到的格式如下：0SSMID12345678，也可能是比这个复杂多的形式 5、修改Silvaco.lic中下面的一行，替换为4中你申请到的SFLM_ID。 LM_HOSTIDS XXX 6、拷贝修改后的Silvaco.lic到下面路径： sedatools\etc\license 7、通过SFLM Access，正常选择安装Silvaco.lic。 8、检查license状态，所有license现在应该正常可用了。 9、设置局域网其他用户到该PC的ip地址获取license。 所有人应该正常可用。 （我需要提出的是：如果你是vista用户请注意，虽然xp版本的也能使用，不过要注意如何操作，在开启和关闭服务的时候如果不能关闭，也就是复制破解exe覆盖文件时不能覆盖，请注意请在关闭和开启服务时右击“以管理员身份运行”，这样就能正常使用了。） 二、安装VMware 5.5虚拟机及redhat系统 1.从网上下载VMware 5.5（及注册码）及redhat系统 2.安装VMware 5.5，输入注册码，重启电脑。 （VMware 5.5不支持vista用户，使用vista的请注意应当下载VMware 6.5以上版本。）

KLIPPEL 操作手册

KLIPPEL 测试系统的简单操作手册 检查激光：Enter----Main menu 选择Displacement meter----选择D（对校准器第二格，距离复0）----激光对准第一格（距离显示在9.7mm-10.3mm之间）----激光对准第三格,距离显示在-9.7mm—10.3mm之间----OK 固定喇叭，将雷射激光对准喇叭中间反射面（可用涂改液涂在雷射光束照射喇叭位置，增强反射强度，白色贴纸也可），距离调至绿灯及黄灯皆连续亮，不闪动，将连接线正确接上喇叭正负端子。 LPM小信号线性参数测试 1.点选第一行黄色资料夹图示，点选“open project”, 然后点选“new folder”, 输入文件名后按OK。 2.点选第一行蓝色测试图示（new operation），点选测试模式“LPM linear parameters”, 点先“LPM Logitech”设定，按OK。 3.点选第一行灰色喇叭图示“properties”,选“info可于name”栏重新命名， “comment”栏输入备注说明。然后点“Driver”，于“Diaphragm Area”栏输入有效振动面积（cm2）,或于“Diameter”栏输入有效振动直径（cm）,于“Material of voice coil”点音圈材质。在于“Power”栏，输入额定功率（W），额定阻抗（ohm），按OK确认，按Close关闭。 4.点选第一行绿色启动图示开始测试。 结果可以得下列小信号线性参数 Electrical Parameters Re electrical voice coil resistance at DC 直流电阻 Le frequency independent part of voice coil inductance L2 para-inductance of voice coil R2 electrical resistance due to eddy current losses Cmes electrical capacitance representing moving mass Lces electrical inductance representing driver compliance Res resistance due to mechanical losses Fs driver resonance frequency 共振频率 Mechanical Parameters (using laser) Mms mechanical mass of driver diaphragm assembly Including air load and voice coil 有效振动质量（含空气负载） Mmd mechanical mass of voice coil and diaphragm without Air load 有效振动质量（不含空气负载） Rms mechanical resistance of total-driver losses Cms mechanical compliance of driver suspension 顺性 Kms mechanical stiffness of driver suspension 钢性 Bl force factor (Bl product) 磁力因数

silvaco在windows下安装教程

[原创]Silvaco在windows下的安装方法 ——提供给要学习silvaco软件的各位 首先声明：要安装此版本需要有windows版本的支持，因为linux版本无破解文件，所以我并没有像网上安装一样安装服务在linux版本下，我安装服务在windows，linux从windows 获得服务，从而开启linux下的silvaco。（本教程及软件是给那些想要学习silvaco软件的，请勿用于任何其他商业用途） 本教程从安装windows的silvaco开始到虚拟机一直教到大家将silvaco安装完成为止。。 首先告诉大家此教程是在windows xp下操作的，如果是vista用户，操作有些不同，我会慢慢提出来。 安装windows xp版本的silvaco ，这个网上都有： 1、安装TCAD 2007.04，如果作为LICENSE服务器，请选择安装SFLM server。然后在系统服务里停止： Standard Floating License Manager (SFLMSERVERD)，如果有这个服务的话。 2、把rpc.sflmserverd.exe拷贝到下面的路径： sedatools\lib\rpc.sflmserverd\8.0.3.R\x86-nt 替换原来的文件。 3、在快捷方式中运行Start Server 确保下面的系统服务启动： Standard Floating License Manager (SFLMSERVERD) 会要你设密码，随便写一个就行。 4、通过IE http://127.0.0.1:3162进入SFLM设置,通过SFLM在线获取该电脑的SFLM_ID。可能得到的格式如下：0SSMID12345678，也可能是比这个复杂多的形式 5、修改Silvaco.lic中下面的一行，替换为4中你申请到的SFLM_ID。 LM_HOSTIDS XXX 6、拷贝修改后的Silvaco.lic到下面路径： C:\sedatools\etc\license 7、通过SFLM Access，正常选择安装Silvaco.lic。 8、检查license状态，所有license现在应该正常可用了。 9、设置局域网其他用户到该PC的ip地址获取license。 所有人应该正常可用。 （我需要提出的是：如果你是vista用户请注意，虽然xp版本的也能使用，不过要注意如何操作，在开启和关闭服务的时候如果不能关闭，也就是复制破解exe覆盖文件时不能覆盖，请注意请在关闭和开启服务时右击“以管理员身份运行”，这样就能正常使用了。）

TCAD范例速成指南

字体大小：大中小正文 TCAD 速成手册(2009-08-07 14:20:54) 标签：教程指导分类：TCAD 第1章: 简介 该指南手册针对首次应用SILVACO TCAD软件的新用户。它旨在帮助新用户在几分钟时间内快速并成功安装和运行该软件。 该指南也演示如何快速有效查看手册，查找仿真器中使用的所有参数的解释和定义。它也参照相应章节，来理解等式以及其使用的根本规则。 关于进一步的阅读和参考，用户可参照SILVACO网站的技术支持部分，那里有丰富的技术材料和发表文献。 第2章: 快速入门 2.1: DeckBuild运行时间环境窗口 "DeckBuild"是富含多样特征的运行时间环境，它是快速熟悉SILVACO的TCAD软件的关键。Deckbuild 主要特征包括：自动创建输入文件、编辑现有输入文件，创建DOE，强大的参数提取程序和使得输入文件中的参数变量化。 更重要的是，DeckBuild包含好几百个范例，涵盖多种电学、光学、磁力工艺类型，便于首次使用该工具的用户。 使用入门 用户可打开一个控制窗口，创建一个目录，用于保存该指南范例将创建的临时文件。例如，要创建或重新部署一个名为"tutorial," 的目录，在控制窗口键入： mkdir tutorial cd tutorial 然后键入下列命令开启deckbuild运行环境： deckbuild

屏幕上将出现类似于图2.1的DeckBuild运行时间环境。 GUI界面包括两部分：上部窗口显示当前输入文件，而下部显示运行输入文件时创建的输出。 图2.1 DeckBuild 运行时间界面GUI

2.2: 载入和运行范例 输入文件可以由用户创建或者从范例库中加载。为了熟悉软件语法，最好载入第一个实例中范例。要从deckbuild运行时间环境的GUI载入范例，可点击： Main Control... Examples(范例)... 屏幕将弹出一个窗口显示一列47个类别的范例。图2.2显示首15个类型范例。要查看剩余的类别，则使用窗口右侧的滑动条滚动选择。 图2.2 首15个类别的DeckBuild 范例

silvaco教程

§4 工艺及器件仿真工具SILVACO-TCAD 本章将向读者介绍如何使用SILV ACO公司的TCAD工具ATHENA来进行工艺仿真以及A TLAS来进行器件仿真。假定读者已经熟悉了硅器件及电路的制造工艺以及MOSFET 和BJT的基本概念。 4.1 使用ATHENA的NMOS工艺仿真 4.1.1 概述 本节介绍用A THENA创建一个典型的MOSFET输入文件所需的基本操作。包括： a. 创建一个好的仿真网格 b. 演示淀积操作 c. 演示几何刻蚀操作 d. 氧化、扩散、退火以及离子注入 e. 结构操作 f. 保存和加载结构信息 4.1.2 创建一个初始结构 1定义初始直角网格 a. 输入UNIX命令：deckbuild-an&，以便在deckbuild交互模式下调用A THENA。在短暂的延迟后，deckbuild主窗口将会出现。如图 4.1所示，点击File目录下的Empty Document，清空DECKBUILD文本窗口； 图4.1 清空文本窗口 b. 在如图4.2所示的文本窗口中键入语句go Athena ； 图4.2 以“go athena”开始

接下来要明确网格。网格中的结点数对仿真的精确度和所需时间有着直接的影响。仿真结构中存在离子注入或者形成PN结的区域应该划分更加细致的网格。 c. 为了定义网格，选择Mesh Define菜单项，如图4.3所示。下面将以在0.6μm×0.8μm 的方形区域内创建非均匀网格为例介绍网格定义的方法。 图4.3 调用ATHENA网格定义菜单 2 在0.6μm×0.8μm的方形区域内创建非均匀网格 a. 在网格定义菜单中，Direction（方向）栏缺省为X；点击Location（位置）栏并输入值0；点击Spacing（间隔）栏并输入值0.1； b. 在Comment（注释）栏，键入“Non-Uniform Grid(0.6um x 0.8um)”,如图4.4所示； c. 点击insert键，参数将会出现在滚动条菜单中； 图4.4 定义网格参数图 4.5 点击Insert键后 d. 继续插入X方向的网格线，将第二和第三条X方向的网格线分别设为0.2和0.6，间距均为0.01。这样在X方向的右侧区域内就定义了一个非常精密的网格，用作为NMOS晶体管的有源区； e. 接下来，我们继续在Y轴上建立网格。在Direction栏中选择Y；点击Location栏并输入值0。然后，点击Spacing栏并输入值0.008； f. 在网格定义窗口中点击insert键，将第二、第三和第四条Y网格线设为0.2、0.5和 0.8，间距分别为0.01，0.05和0.15，如图4.6所示。

Silvaco傻瓜教程—张林—长安大学—2018.06

长安大学 半导体工艺与器件仿真实验指导 书 ——Silvoca“傻瓜教程” 指导老师：张林副教授 电子科学与技术系 2018.06

前言 1. 仿真软件只是一种辅助计算工具，它只是根据你设定的输入和内部设定的运算方法客观的给出输出；仿真结果没有对与不对之分。作为一个专业人员，需要理解软件的仿真过程，了解你的输入到底如何被代入软件运行过程中，从而影响输出结果。 2. 仿真只是一种手段，只是专业理论知识的延续。仿真的内容和仿真的结果，如果缺乏专业知识的支撑，就只是一些代码和数据。软件是个黑匣子，越是复杂的界面和功能，越是会影响你理解仿真的内部过程。不要被软件代替你思考！ 3. 仿真有什么用？第一，仿真是对理论的一种重现，各种模型之间相互验证；第二，在准确的仿真基础和工艺逻辑上，可以准确预测不同的结构和工艺，设计和优化器件； 4. 如何开展仿真？第一，仿真前先了解器件的原理，预测仿真的结果；第二，根据相关的理论，定义器件和仿真内容；第三，根据预设的目的，分析仿真结果。运行完成并不是结束，而是开始。如何利用仿真结果指导工作才是专业人员的工作中心。 3. 专业软件一般都没有“中文版傻瓜教材”，学会充分利用软件自带的例库和用户手册才是王道。需要仿真什么，先在软件中找类似的例子，直接修改。遇到不会用的操作或者语句，在用户手册中查找语法。不要痛恨英文说明手册，谁叫软件都是老外编的呢！ 4. 在安装文件夹中检索名为athena_users和atlas_users的pdf文件。

目录 Chap 1. 器件仿真领域的“Hello World”！ (1) Chap 2. 一个最简单的PN结仿真 (5) Chap 3. 一个简单的MOSFET仿真 (10) Chap 4. 一个也许是最简单的工艺仿真 (14) Chap 5. 一个也许是最简单的MOSFET工艺仿真 (17) Chap 6. 一个完整的MOSFET工艺仿真流程详解 (19) Chap 7. 也许是最简单的BJT仿真 (28) Chap 8. 采用电流扫描的PN结击穿仿真 (32) Chap 9. PIN功率二极管反向恢复特性仿真 (34) 作者的编后语 (38)

TCAD指导实例与教程

TCAD范例速成指南 第1章: 简介 该指南手册针对首次应用SILVACO TCAD软件的新用户。它旨在帮助新用户在几分钟时间内快速并成功安装和运行该软件。 该指南也演示如何快速有效查看手册，查找仿真器中使用的所有参数的解释和定义。它也参照相应章节，来理解等式以及其使用的根本规则。 关于进一步的阅读和参考，用户可参照SILVACO网站的技术支持部分，那里有丰富的技术材料和发表文献。 第2章: 快速入门 2.1: DeckBuild运行时间环境窗口 "DeckBuild"是富含多样特征的运行时间环境，它是快速熟悉SILVACO的TCAD 软件的关键。 Deckbuild 主要特征包括：自动创建输入文件、编辑现有输入文件，创建DOE，强大的参数提取程序和使得输入文件中的参数变量化。 更重要的是，DeckBuild包含好几百个范例，涵盖多种电学、光学、磁力工艺类型，便于首次使用该工具的用户。 使用入门 用户可打开一个控制窗口，创建一个目录，用于保存该指南范例将创建的临时文件。例如，要创建或重新部署一个名为"tutorial," 的目录，在控制窗口键入： mkdir tutorial cd tutorial 然后键入下列命令开启deckbuild运行环境： deckbuild 屏幕上将出现类似于图2.1的DeckBuild运行时间环境。 GUI界面包括两部分：上部窗口显示当前输入文件，而下部显示运行输入文件时创建的输出。

图2.1 DeckBuild 运行时间界面GUI 2.2: 载入和运行范例 输入文件可以由用户创建或者从范例库中加载。为了熟悉软件语法，最好载入第一个实例中范例。要从deckbuild运行时间环境的GUI载入范例，可点击： Main Control... Examples(范例)...

silvaco器件仿真

2009级微电子工艺期末试题 设计报告 报告题目： 硅外延NPN型小功率三极管 学院：理学院 专业：微电子与固体电子学 学号：2009020684 学生姓名：杨法明 授课老师：杨发顺 2010 年7月25日

题目：硅外延NPN 型小功率三极管： 集电极-发射极击穿电压（BV CEO ）:≥20V ，发射极-基极击穿电压（BV EBO ）: ≥5V ，最大耗散功率（P CM ）：0.5W ，饱和压降（V CES ）：≤0.35V ，电流放大系数（h FE ）：120。 一、分析计算 以单边突变的PN 结为基本模型创建NPN 结构来进行计算。经查表及计算结果得出，集电区掺杂浓度约为4.5×1015cm -3，基区掺杂浓度为3.3×1018 cm -3，发射区掺杂浓度为2.07×1020cm -3，b-c 结扩散结深为4.0μm ，b-c 结空间电荷区宽度为5.37μm ，外延层厚度最小为9.37μm ，b-e 结空间电荷区宽度为0.05μm ，集电结的表面积为1.442mm 。 具体计算过程如下： (1)由集电极-发射极击穿电压BV CEO ≥20V ，取BV CEO =20V BV CBO =CEO =×20=98.65V (取n=3) ，可取BV CBO =100V 由击穿电压~杂质浓度曲线，可取N C =4.5×1015cm -3 由经验公式364 .0901071.1-??=j CB a BV 以及??? ? ??= C B jc C j N N x N a ln ,取P 型基区杂质浓度N B =3.3×1018 cm -3 计算出b-c 结扩散结深jc x ≈4.0μm 取B x =1.5μm ，E x =2.5μm ，D n =25cm 2/s ，D p =10cm 2/s ，==00p n ττ10-7s ，V BE =0.7V,要使电流放大倍数β=120，则 ??? ? ? ?-+???? ??+ = T BE s r B B E B B E E B V eV J J L x x x D D N N 2exp 211 02 β 2 00 1 1exp 22r B E B B BE E B E B T s J N D x x eV N D x L J V β ???? ? ??? ?? -= + + 18 8 07 03.31010 1.51 2.25100.7exp 25 2.5 22510 0.0259r E s J N J --??-??= ? ?+? + ???? 17 3 07.9210 4.510 0.010149865r E J N -?= +?+ ∵ 0010149865.0r J 远小于前两项，

Silvaco工艺及器件仿真6

4.2.6 解决方案指定命令组 在解决方案指定命令组中，我们需要使用Log语句来输出保存包含端口特性计算结果的记录文件，用Solving语句来对不同偏置条件进行求解，以及用Loading语句来加载结果文件。这些语句都可以通过Deckbuild：ATLAS Test菜单来完成。 1 Vds=0.1V时，获得Id~Vgs曲线 下面我们要在NMOS结构中，当Vds=0.1V时，获得简单的Id~Vgs曲线。具体步骤如下： a.在ATLAS Commands菜单中，依次选择Solutions和Solve…项。Deckbuild：ATLAS Test菜单将会出现，如图4.62所示；点击Prop…键以调用ATLAS Solve properties菜单；在Log file栏中将文件名改为“nmos_”，如图4.63所示。完成以后点击OK； 图4.62 Deckbuild：ATLAS Test菜单 图4.63 ATLAS Solve properties菜单 b.将鼠标移至Worksheet区域，右击鼠标并选择Add new row，如图4.64所示； c.一个新行被添加到了Worksheet中，如图4.65所示； d.将鼠标移至gate参数上，右击鼠标。会出现一个电极名的列表。选择drain，如图 4.66所示； e.点击Initial Bias栏下的值并将其值改为0.1，然后点击WRITE键； f.接下来，再将鼠标移至Worksheet区域，右击鼠标并选择Add new row； g.这样就在drain行下又添加了一个新行，如图4.67所示； h.在gate行中，将鼠标移至CONST类型上，右击鼠标并选择VAR1。分别将Final Bias 和Delta的值改为3.3和0.1，如图4.68所示；

Silvaco操作指南

第二篇半导体工艺及器件仿真软件 Silvaco操作指南 主要介绍了半导体器件及工艺仿真软件Silvaco的基本使用。书中通过例 程引导学习工艺仿真模块Athena和器件仿真模块Atlas，通过这两部分的学习 可以使学习人员深入了解半导体物理的基本知识，半导体工艺的流程，以及晶 体管原理的基本原理，设计过程，器件的特性。对于学习集成电路的制备及后 道工序有一定的帮助。 第一章 SILVACO软件介绍 (3) 1.1程序启动 (3) 1.2选择一个应用程序例子 (4) 1.3工艺模拟 (6) 1.3.1 运行一次模拟 (6) 1.3.2 渐进学习模拟 (6) 1.3.3 绘制结构 (6) 1.3.4 使用Tonyplot进行绘图 (7) 1.3.5 修正绘图的外观 (7) 1.3.6 缩放及在图上进行平移 (8) 1.3.7 打印图形 (9) 1.4使用H ISTORY功能 (9) 1.5明确存贮状态 (10) 1.6创建用于比较的两个结构文件 (10) 1.6.1 存贮文件创建 (10) 1.6.2 文件交叠 (11) 1.7运行MOS工艺程序的第二部分 (13) 1.7.1 `Stop At' 功能 (13) 1.7.2 使用Tonyplot用于2-D结构 (14) 1.7.3 使用Tonyplot来制备一轮廓图 (14) 1.7.4 产生交互式图例 (16) 1.8工艺参数的抽取 (17) 1.8.1 源漏结深 (18) 1.8.2 器件阈值电压 (18) 1.8.3 电导及偏压曲线 (18) 1.8.4 一些薄层电阻 (20) 1.8.5 沟道表面掺杂浓度 (20)

集成电路工艺设计项目实训报告任务书

目录 第一章Silvaco TCAD软件的基本知识与使用2 1.1 Silvaco TCAD软件的基本知识2 1.2 Silvaco TCAD软件的使用2 1.3 Silvaco TCAD软件的主要组件3 第二章NMOS基本结构、工艺流程及工作原理4 2.1 NMOS的基本结构4 2.2 NMOS的工艺流程5 2.3 NMOS的工作原理5 第三章NMOS工艺、器件仿真流程8 3.1 工艺仿真流程8 3.2 参数不同时工艺和器件结果分析9 第四章实训总结14 参考文献：15 附录：原程序17

第一章Silvaco TCAD软件的基本知识与使用 1.1 Silvaco TCAD软件的基本知识 TCAD就是Technology puter Aided Design，指半导体工艺模拟以及器件模拟工具，世界上商用的TGAD工具有Silvaco公司的Athena和Atlas，Synopsys公司的TSupprem和Medici以及ISE公司（已经被Synopsys公司收购)的Dios和Dessis。Synopsys公司最新发布的TCAD工具命名为Sentaurus。 Silvaco名称是由三部分组成的，即“Sil”，“va”和“co”，从字面上不难理解到时“硅”，“谷”和“公司”英文单词的前几个字母的组合。Silvaco的中文名称叫矽谷科技公司。 来自美国的矽谷科技公司经过20多年来的成长与发展，现已成为众多领域卓有建树的EDA公司，包括TCAD工艺和器件模拟、Spice参数提取、高速精确电路仿真、全定制IC设计与验证等。Silvaco拥有包括芯片厂、晶圆厂、IC设计企业、IC材料业者、ASIC 业者、大学和研究中心等在内的庞大的国内外客户群。现今，Silvaco已在全球设立了12间分公司以提供更好的客户服务和合作机会。 Silvaco是现今市场上唯一能够提供给Foundry最完整的解决方案和IC软件厂商。提供TCAD，Modelling以及EDA前端和后端的支持，也能提供完整的Analog DesignFlow给IC设计业者。产品SmartSpice是当今公认的模拟软件的黄金标准，因为支持多集成CPU 的SmartSpice的仿真速度比起同类型软件更好，它是国外模拟设计师的最爱：SmartSpice 的收敛性也被公认为仿真器最好的。 1.2 Silvaco TCAD软件的使用 Silvaco TCAD用来模拟半导体器件电学性能，进行半导体工艺流程仿真，还可以与其它EDA工具组合起来使用(比如spice)，进行系统级电学模拟。