文档介绍：目录
第一章 Silvaco TCAD软件的基本知识与使用 2
Silvaco TCAD软件的基本知识 2
Silvaco TCAD软件的使用 2
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
NMOS的基本结构 4
NMOS的工艺流程 4
NMOS的工作原理 5
第三章 NMOS工艺、器件仿真流程 7
工艺仿真流程 7
参数不同时工艺和器件结果分析 7
第四章实训总结 11
参考文献: 12
附录:原程序 13
第一章 Silvaco TCAD软件的基本知识与使用
Silvaco TCAD软件的基本知识
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。
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。
SivacoTCAD为图形用户界面,直接从界面选择输入程序语句,非常易于操作。
其例子教程直接调用装载并运行,是例子库最丰富的TCAD软件之一。
SilvacoTCAD平台包括:工艺仿真(ATHENA)
器件仿真(ATLAS)
快速器件仿真(Mercury)
Silvaco TCAD软件的主要组件
(1).DeckBuild
(2).TonyPlot可视化工具
(3).ATHENA
(4).ATLAS
(5).DevEdit2D/3D结构和Mesh编辑器
(6).掩膜输出编辑器
第二章 NMOS基本结构、工艺流程及工作原理
NMOS的基本结构
NMOS(Negative channel-Metal-Oxide-Semiconductor,N型金属氧化物半导体)。
在一块掺杂浓度较低的P型硅衬底(提供大量可以动空穴)上,制作两个高掺杂浓度的N+区(N+区域中有大量为电流流动提供自由电子的电子源),并用金属铝引出两个电极,分别作漏极D和源极S。然后在半导体表面覆盖一层很薄的二氧化硅(SiO2)绝缘层,在漏——源极间的绝缘层上再装上一个铝电极(通常是多晶硅),作为栅极G。在衬底上也引出一个电极B,这就构成了一个N沟道增强型MOS管。MOS管的源极和衬底通常是接在一起的(大多数管子在出厂前已连接好)。它的栅极与其它电极间是绝缘的。
NMOS集成电路是N沟道MOS电路,NMOS集成电路的输入阻抗很高,基本上不需要吸收电流,因此,CMOS与NMOS集成电路连接时不必考虑电流的负载问题。NMOS集成电路大多采用单组正电源供电,并且以5V为多。CMOS集成电路只要选用与NMOS集成电路相同的电源,就可与NMOS集成电路直接连接。不过,从NMOS到CMOS直接连接时,由于NMOS输出的高电平低于CMOS集成电路的输入高电平,因而需要使用一个(电位)上拉电阻R,R的取值一般选用2~100KΩ。
NMOS的工艺流程
:在衬底表面产生一层相对较厚的SiO2有选择地刻蚀氧化区,暴露出将来用来生成MOS晶体管的硅表面;