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TCAD选择Medici、ISE、Silvaco还是Sentaurus
TCAD选择Medici、ISE、Silvaco还是Sentaurus可选TCAD软件(TCAD－Technology Computer Aided Design)a.Tsuprem4/Medici（Avanti，被Synopsys收购）b.Silvaco TCAD（Silvaco公司）c.ISE TCAD（瑞士ISE公司，被Synopsys收购）d.Sentaurus TCAD（Synopsys）Tsuprem4/MediciTsuprem4/Medici是Avanti公司的二维工艺、器件仿真集成软件包。
Tsuprem4是对应的工艺仿真软件，Medici是器件仿真软件。
在实践中，可以将Tsuprem4的工艺仿真的结果导入到Medici中，从而进行较为精确的仿真。
功能和操作都不及ISE TCAD、Slivaco TCAD和Sentaurus TCAD，但对使用习惯了的用户一般还是会选择最经典的这两个软件。
Silvaco TCADSilvaco TCAD提供了工艺模拟和器件模拟；Athena是一套通用的、具有标准组件以及可拓展性的一维和二维制程模拟器，可用于Si 或其它材料的工艺开发。
Athena由四套主要的工具组成：SSuprem4用于模拟Si工艺的implantation, diffusion, oxidation and silicidation ；Flash用于模拟先进材料工艺的implantation, activation and diffusion；Optolith 用于lithography模拟；Elite用于topography模拟。
Athena还提供了硅化物建模和ion implantation, etching 和deposition的Monte Carlo建模方法。
Atlas是一套通用的、具有标准组件以及可拓展性的一维和二维器件模拟器。
Atlas适用所有的半导体工艺器件模拟，包括两个主要的模拟器：S-Pisces用于Si器件模拟; Blaz模拟先进材料构成的器件和复杂的构造。
ISE
"tar" and "uncompress (gunzip for Linux)" are in your path.
Normally this is already valid for most installations.
The existing contents may be modified or replaced if you install in
this directory. If you choose not to install in '/usr/local/tcad',
you will be prompted for a different directory.
** ** ******** ** ** install script for
** ** ******** ** ** the ISE TCAD software
** ** ** ** ** **
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System Platform | Operating System
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or licenses please contact:
For North and South America:
support@, license@, Fax: +1 (408) 918 6306
工艺仿真软件
半导体器件工艺仿真软件选择ISE TCAD还是MEDICI，Tsuprem42009年04月11日星期六 12:40在介绍ISE TCAD，MEDICI，Tsuprem4之前先介绍Sentaurus吧，介绍完Sentaurus，也许就不需要再介绍ISE TCAD和MEDICI，Tsuprem4了。
Sentaurus Process介绍Synopsys Inc.的Sentaurus Process 整合了：⑴Avanti 公司的TSUPREM系列工艺级仿真工具（Tsupremⅰ，Tsupremⅱ，Tsupremⅲ只能进行一维仿真，到了第四代的商业版Tsuprem4能够完成二维模拟）；⑵Avanti公司的Taurus Process 系列工艺级仿真工具；⑶ISE Integrated Systems Engineering公司的ISE TCAD工艺级仿真工具Dios（二维工艺仿真）FLOOPS-ISE（三维工艺仿真）Ligament（工艺流程编辑）系列工具，将一维、二维和三维仿真集成于同一平台。
在保留传统工艺级仿真工具卡与命令行运行模式的基础上，又作了诸多重大改进：⑴增加、设置了模型参数数据库浏览器（PDB），为用户提供修改模型参数及增加模型的方便途径；⑵增加、设置了一维模拟结果输出工具（Inspect）和二维、三维模拟结果输出工具（Tecplot SV）。
Inspect 提供了一维模拟结果的交互调阅。
而Tecplot SV 则实现了仿真曲线、曲面及三维等输出结果的可视化输出。
（ISE TCAD的可视化工具Inspect和tecplot的继承）此外，Sentaurus Process 还收入了诸多近代小尺寸模型。
这些当代的小尺寸模型主要有：⑴高精度刻蚀模型及高精度淀积模型；⑵基于Crystal-TRIM 的蒙特卡罗（Monte Carlo）离子注入模型、离子注入校准模型、注入解析模型和注入损伤模型；⑶高精度小尺寸扩散迁移模型等。
synopsys_ise_tcad_linux的安装方法
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安装完还有一个关键的环境变量设置问题
在terminal中
用gedit ~/.bashrc命令打开，或kwrite ~/.bashrc具体看是啥编辑器而已
我下载red hat 9的libMrm.so.3成功了!red hat E5除需要上边两个，还多需要一个libXp.so.6
下载red hat 9对应的rpm包找到libXp.so.6.2等就可以用了
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在里面添加
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
以下语句：
ISEROOT=/home/TCAD
ISEDB=/home/TCAD/ISEDB
PATH=$ISEROOT/bin:$PATH
export ISEROOT ISEDB PATH
其中ISEDB是TCAD软件的项目保存路径，可以自己先建立一个文件夹作为项目保存路径，
然后把相应的路径名填到上边就行了，不然每次打开GENESISe时总是提醒设置路径很烦人的!
相应的工具的，一旦生效后terminal里输这些命令时就可以打开相应的工具了!
***************或把此目录下的.bashrc文件拷贝到/root目录下
4.
安装成功后输入GENESISe可以启动，但是madraw却会出现错误的信息
mdraw: error while loading shared libraries: libMrm.so.3: cannot open shared object file: No such file or directory
第4章-工艺及器件仿真工具ISE-TCAD
2022/1/15
浙大微电子
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➢ Etching(...)用来仿真刻蚀
Etching (Material=<n>, Time=<n>,
Remove=<n>,Rate(Iso/Aniso=<n>)，
over=<n>,stop=<n>)
Etching(Material=OX, Remove=0.08, Over=0)
大家好
第4章 工艺及器件仿真工具
ISE-TCAD
本章内容
• ISE-TCAD简介 • 工具流程平台GENESISe
• 工艺仿真以及网格优化工具
– 2D工艺仿真工具DIOS – 2D网格优化工具MDRAW
• 器件仿真工具
– 2D&3D器件仿真工具DESISS
2022/1/15
浙大微电子
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本章内容
浙大微电子
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➢ Diffusion(...)用来对器件制做工艺中所有高温步骤进行仿真
的命令。包括：热退火、氧化、外延层的生长和硅化物的生长。
DIFFusion(ModDiff=……)
• 其中：ModDiff是选择扩散模型，可以选择的有：
– Conventional、 – Equilibrium 、 – LooselyCoupled 、 – SemiCoupled 、 – PairDiffusion等。
• ISE-TCAD简介 • 工具流程平台GENESISe
• 工艺仿真以及网格优化工具
– 2D工艺仿真工具DIOS – 2D网格优化工具MDRAW
• 器件仿真工具
– 2D&3D器件仿真工具DESISS
ISE软件使用说明(两篇)
引言：概述：ISE软件是由Xilinx公司开发的一款集成电路设计工具，使用该软件可以进行数字电路设计、仿真、验证以及实现等多个阶段的工作。
在设计阶段，ISE软件提供了丰富的组件库和设计工具，方便用户进行电路原理图的绘制和逻辑设计。
在验证阶段，ISE软件可以进行功能仿真和时序仿真，以确保设计的正确性和稳定性。
在实现阶段，ISE软件提供了先进的布局与布线工具，能够将设计转化为实际的电路板。
正文内容：1.安装与启动1.1ISE软件安装包1.2安装ISE软件1.3启动ISE软件2.项目管理2.1创建新项目2.2导入已有项目2.3添加设计文件2.4设定项目属性2.5保存和备份项目3.设计流程3.1电路原理图设计3.1.1组件选择3.1.2连接元件3.1.3设置元件属性3.2逻辑设计3.2.1设计约束3.2.2逻辑优化3.2.3时序约束3.3约束文件编辑3.3.1约束规则3.3.2约束语法3.3.3约束检查3.4时序仿真3.4.1创建仿真波形3.4.2设定初始状态3.4.3运行仿真3.5功能仿真3.5.1设置输入信号3.5.2运行仿真3.5.3分析仿真结果4.仿真与验证4.1时序分析4.1.1设定时钟4.1.2时序路径分析4.1.3时序优化4.2时序约束验证4.2.1满足约束4.2.2修复时序错误4.3灵敏度分析4.3.1设定输入敏感性4.3.2分析敏感性4.4逻辑分析4.4.1切换敏感性4.4.2分析逻辑状态5.布局与布线5.1物理约束5.1.1面积约束5.1.2信号完整性约束5.1.3电源与接地约束5.2布局5.2.1网表导入5.2.2管理物理资源5.2.3进行布局布线5.3时序优化5.3.1满足时序约束5.3.2缩短信号传输路径5.3.3优化时钟分配5.4布线5.4.1管理布线资源5.4.2进行布线5.4.3路由与优化5.5设计规约检查5.5.1检查布局布线规约5.5.2修复设计规约错误总结：引言概述：ISE软件是一款功能强大的集成开发环境工具，广泛应用于数字电路设计和实现。
利用ISE-TCAD分析和设计SCR结构的片上静电保护电路
利用ISE-TCAD分析和设计SCR结构的片上静电保护电路向李艳;邬齐荣;龚敏;陈畅
【期刊名称】《现代电子技术》
【年(卷),期】2007(30)20
【摘要】传统的片上静电放电(ESD)保护电路设计主要基于尝试性和破坏性的实验,这种方法不利于产品的推出[1].提出使用ISE-TCAD工具对ESD保护电路进行模拟和优化,以快速地获取面积参数.并以某一典型0.6 μm CMOS工艺的可控硅整流器(SCR)结构为例,进行ESD人体放电模型的模拟和面积估算,达到了缩短设计周期,和增加设计成功率的目的.
【总页数】4页(P29-32)
【作者】向李艳;邬齐荣;龚敏;陈畅
【作者单位】四川大学,物理科学与技术学院,微电子技术四川省重点实验室,四川,成都,610064;四川大学,物理科学与技术学院,微电子技术四川省重点实验室,四川,成都,610064;四川大学,物理科学与技术学院,微电子技术四川省重点实验室,四川,成都,610064;四川大学,物理科学与技术学院,微电子技术四川省重点实验室,四川,成都,610064
【正文语种】中文
【中图分类】TN431.2
【相关文献】
1.SCR 器件在深亚微米CMOS静电保护电路中的应用 [J], 江清明;罗宏伟;周继承
2.利用ISE-TCAD分析和设计SCR结构的静电保护电路 [J], 向李艳;邬齐荣;龚敏;陈畅
3.高速CMOS模拟集成电路中的静电保护电路设计 [J], 吴鹏;何乐年;陈曦
4.SCR器件在CMOS静电保护电路中的应用 [J], 金鹏;张生才;李树荣;赵毅强;姚素英
5.用于双极电路ESD保护的SCR结构设计失效分析 [J], 冯筱佳;刘玉奎;朱坤峰因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
ISE_TCAD演示
刻蚀多晶硅，去胶
二次光刻P-阱区窗口
BJUT 21
工艺仿真
implant(element=B,dose=4.9e13,energy=50keV,tilt=0)
P-阱区硼注入
BJUT 22
工艺仿真
mask(material=resisபைடு நூலகம், thickness=800nm,xleft=2.5,xright=18) implant(element=B,dose=1e15,energy=90keV,tilt=0) etch(material=resist)
ppend=off) ！save(file='final',type=MDRAW)
NewDiff=1表示所有的层次都定义网格和掺杂 SiDiff=on表示掺杂杂质只在硅内扩散。
BJUT 8
工艺步骤模拟
• 光刻
• Mask（……） • Etching（……）
例如：
mask(material=resist, thickness=800nm,xleft=6.5,xright=18) etch(material=poly,stop=oxgas,rate(anisotropic=100)) etch(material=resist)
• 结构初始化 • 建立网格及区域 • 定义衬底 • 显示和控制DIOS图形输出
BJUT 16
工艺仿真
comment('feild ox') diffusion(atmosphere=N2, time=30, Temperature=(800,1100)) diffusion(atmosphere=O2, time=10, Temperature=1100) diffusion(atmosphere=H2O, time=180, Temperature=1100) diffusion(atmosphere=O2,time=60, Temperature=1100)
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半导体工艺和器件模拟
4. 仿真在整个学科中所处的位置和作用 位置：是基础理论知识和实际生产的链接点
作用： 一方面充分认识半导体物理、半导体器件物理等理论基础 知识在半导体工业中的实际应用。加强理论教学的效果。 仿真也可以部分取代了耗费成本的投片实验，可降低成本， 缩短开发周期和提高成品率。即仿真可虚拟生产并指导实际 生产。
计，新器件的工艺流程设计和新器件开发等方面的技 能。
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半导体工艺和器件模拟
常用工艺和器件模拟软件：TsupremIV+Medici, SilVACO, ISE_TCAD（10.0版本） 其中主要商用软件有两个：Silvaco, Sentaurus_TCAD
(ISE_TCAD的升级版，是synopsys收购了ISE后整合的产 品) 该课程重点介绍软件使用方法，学习工艺和器件模拟流程， 算法的研究不是重点。
ISETCAD1
半导体工艺和器件模拟
3.半导体仿真器 仿真实质上是通过仿真器来实现的。一般仿真器实质上等于 输入接口+模型库+算法+输出接口,核心部分是模型库的建 立，其中精度、处理速度需要通过算法来调节。一个半导体 仿真器功能是否强大，就是看模型库是否强大。 半导体工艺、半导体物理、部分集成电路理论不仅是学习这 门功课所需要的前期基础知识，也同样是开发仿真软件中最 需要的理论基础。 所以仿真器是随着对半导体理论的探索和对实验数据的累计 的发展而发展的。
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半导体工艺和器件模拟
3. 光刻：通过一系列步骤，将晶园表面薄膜的特定部分去除。 光刻后，晶圆表面会留下微结构图形。该步骤是四个工艺 步骤中最重要的，它确定器件的关键尺寸。
在DIOS中，光刻分两个步骤实现： 1）涂胶，腐蚀光刻胶的步骤忽略。 基本参数（材料，厚度，范围）
Mask(material=resist, thick=1um, x(-4,-2,-1.5,4) ) 除涂胶用Mask命令以外，还可做其他材料的掩膜. 例如： Mask(material=Nitride, Thick=1um） Mask(material=Poly,Thick=1um)
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半导体工艺和器件模拟
首先结合半导体器件制造的基本工艺，介绍ISE_TCAD平 台工艺仿真指令：
半导体工艺模块称为DIOS, 首先需要编写一个文件，其扩展 名必须为*_dio.cmd. 例如：PN_dio.cmd 下面结合半导体器件制备的主要工艺讲解文件中的指令用法。 几乎所有器件制备工艺都是这些工艺步骤的反复应用。 四个最基本的工艺步骤包括增层、光刻、掺杂、热处理
可通过调整A1,A2,A3,A0的值刻出任意形状，A0~A3可正可 负。在刻蚀侧墙的时候，可以通过调整Isotropic和A1的大 小来调整侧墙保留保留厚度，比值越大，侧墙越薄，如果只 定义isotropic则为各向同性，只定义A1表示垂直刻蚀。
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半导体工艺和器件模拟
1.衬底的准备： 衬底的基本参数
衬底（类型、掺杂浓度、晶向） Substrate(element=P, Concentration=5e15, orientation=100) Element不用P型N型，而用具体掺杂的杂质。 2. 增层：指在晶圆表面形成薄膜的加工工艺，主要包括： 氧化：在DIOS中所有的高温工艺均用Diffusion来表示 氧化的基本参数 氧化（时间，温度，加入的气体） Diffusion(time=10min,temper=900deg,atmosphere=O2) 其他的高温过程，例如Hcl,H2O,H2O2,N2,Epitaxy, prebake, mixture,均采用Diffusion语句作为字头。
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半导体工艺和器件模拟
(b) 接触终止法刻蚀：去掉某一种材料，直到另外一种指定 材料暴露到空气中才停止刻蚀。 Etching(material=ox, stop=Sigas, over=5)
（c) 刻蚀速率控制法: 可控制各向同性和各向异性速率。 Etching(material=ox, remove=0.01, Rate(isotropic=…, A0=…,A1=…, A2=…, A3=…))
蒸发（热蒸发，电子束蒸发），溅射。 化学方法：化学气相沉积（CVD) 描述淀积的基本语句： 淀积（材料，厚度（或时间及沉积速率），类型） 类型包括各行同性、各向异性、填充式,缺省指各向同性。 Deposit（material=oxide, Thick=100nm) Deposit（material=ox,Thick=0.2um,Dtype=Fill, YFill=0.5)
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半导体工艺和器件模拟
工艺仿真： 可实现离子注入、氧化、刻蚀、光刻等工艺过程的模拟。可 用于设计新工艺，改良旧工艺。 器件仿真： 可以实现电学特性仿真，电学参数提取。 可用于设计新型器件，改良旧结构器件，验证器件的电学特 性。如MOS晶体管，二极管，双极性晶体管等。或建立简约 模型以用于电路仿真。
艺仿真软件的使用方法（氧化、扩散、离子注入、淀积、 刻蚀、光刻等工艺流程描述语句）
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半导体工艺和器件模拟
2）熟悉并学会使用器件仿真软件: （1）学习如何用仿真语句编写器件的结构特征信息 （2）学习如何使用Dessis器件仿真器进行电学特性仿真 （3）利用工艺器件仿真软件Dios，培养和锻炼工艺流程设
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半导体工艺和器件模拟
2) 刻蚀： 主要参数（刻蚀材料，刻蚀厚度（刻蚀速率），各向同性和 各向异性） 根据需要，一般有三种刻蚀模式： （a）等厚度刻蚀法：
Etching(material=ox, remove=0.01, over=20) over为过刻蚀率的定义，它主要是在硅片表面不平整时能 保证将指定材料刻蚀完全，避免残留物对后续仿真的影响。 缺省值为10%。
提取器件参数， 4
半导体工艺和器件模拟
4.该课程需要哪些基础知识 半导体物理学 半导体器件物理 MOS、BJT、Diode、功率器件等集成电路工艺技术 简单的电路基础知识
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半导体工艺和器件模拟
5. 学到什么程度？ 掌握模拟仿真软件的使用，对半导体工艺、器件进行模拟和 分析。具体包括 ： 1. 复习现有以硅为主的超大规模集成电路工艺技术。学习工