(优选)新一代工艺及器件仿真工具.
新一代工艺及器件仿真工具Sentaurus培训讲学113页PPT
新一代工艺及器件仿真工具Sentaurus 培训讲学
6
、
露
凝
无
游氛Βιβλιοθήκη ，天高风
景
澈
。
7、翩翩新 来燕，双双入我庐 ，先巢故尚在，相 将还旧居。
8
、
吁
嗟
身
后
名
，
于
我
若
浮
烟
。
9、 陶渊 明（ 约 365年 —427年 ），字 元亮， （又 一说名 潜，字 渊明 ）号五 柳先生 ，私 谥“靖 节”， 东晋 末期南 朝宋初 期诗 人、文 学家、 辞赋 家、散
文 家 。汉 族 ，东 晋 浔阳 柴桑 人 （今 江西 九江 ） 。曾 做过 几 年小 官， 后辞 官 回家 ，从 此 隐居 ，田 园生 活 是陶 渊明 诗 的主 要题 材， 相 关作 品有 《饮 酒 》 、 《 归 园 田 居 》 、 《 桃花 源 记 》 、 《 五 柳先 生 传 》 、 《 归 去来 兮 辞 》 等 。
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倚
南
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以
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易
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。
66、节制使快乐增加并使享受加强。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做，明天再早也 是耽误 了。——裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生，以及整个命运 的，只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭
Sentaurus_Process介绍及使用
§17-1 新一代集成工艺仿真系统Sentaurus Process随着集成电路制造工艺技术的迅速发展和日趋成熟，集成电路的集成度迅速攀升，制造流程及工艺步骤也日趋复杂。
当前，硅集成电路制造工艺技术已经达到了纳米级水平，纳米电子学不断深入发展的前提是基于能够达到纳米精度的制造技术【1】。
反过来，纳米级器件的设计与研发则必须有相应的高精度工艺级仿真软件来支持。
通常，对于大尺寸器件（通常特指分立器件），由诸多工艺因素造成的层间界面应力、杂质分布蠕动、空间量子效应及载流子非线性输运等小尺寸效应[2]均可被忽略。
而对于小尺寸（泛指超大规模集成电路中的集成化器件）器件，准确地预期及评价工艺制程后的良品率、实现其所谓的工艺级可制造性设计，则必须充分地考虑小尺寸效应。
新一代集成工艺设计工具Sentaurus Process恰恰解决了纳米尺度的可制造性设计技术难题，成为当前最为先进的集成电路工艺级仿真工具。
§17-1-1 Sentaurus Process工艺级仿真工具简介[3]Sentaurus Process是Synopsys Inc.最新推出的新一代TCAD工艺级仿真工具，被业界誉为第五代集成电路制程级仿真软件，是当前最为先进的纳米级集成工艺仿真工具。
Sentaurus Process是迄今为止集成电路制程级仿真软体中最为全面、最为灵活的多维（一维、二维、三维）工艺级仿真工具。
Sentaurus Process面向当代纳米级集成电路工艺制程，全面支持小尺寸效应的仿真与模拟，用于实现甚大规模（ULSI）集成电路的工艺级虚拟设计，可显著地缩短集成电路制造工艺级设计、工艺级优化乃至晶圆芯片级产品的开发周期。
Sentaurus Process整合了Avanti的TSUPREM系列工艺级仿真工具、Taurus Process系列工艺级仿真工具及ISE的Dios系列工艺级仿真工具，将一维、两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命令行运行模式的基础上，又作了诸多重大改进：1.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；2. 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）。
新一代工艺及器件仿真工具Sentaurus培训讲学
*_fps.cmd *_dvs.cmd *_des.cmd
Workbench (SWB)
Sentaurus Process Simulator
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Synopsys Inc.的Sentaurus Process 整合了：
Avanti 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）
Sentaurus Workbench介绍与使用
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Getting Started
Creating Projects
Building Multiple Experiments
SWB的工具特征
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Workbench基于集成化架构模式来组织、实施 TCAD仿真项目的设计和运行，为用户提供了图 形化界面，可完成系列化仿真工具软件以及诸 多第三方工具的运行，以参数化形式实现TCAD 项目的优化工程。
Synopsys公司简介
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Synopsys公司总部设在美国加利福尼亚州 Mountain View，有超过60家分公司分布在北美 、欧洲与亚洲。
2002年并购Avant公司后，Synopsys公司成为提供前 后端完整IC设计方案的领先EDA工具供应商。
Sentaurus是Synopsys公司收购瑞士ISE(Integrated Systems Engineering)公司后发布的产品，全面继承 了ISE TCAD,Medici和Tsuprem4的所有特性及优势。
Building Multiple Experiments
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Parameter在cmd文件中的定义与使用:
新一代工艺及器件仿真工具Sentaurus
implant Boron dose=2.0e13<cm-2> energy=200<keV> tilt=0 rotation=0 implant Boron dose=1.0e13<cm-2> energy= 80<keV> tilt=0 rotation=0 implant Boron dose=2.0e12<cm-2> energy= 25<keV> tilt=0 rotation=0 （P阱）
默认pressure为1atm。 Mgoals.native表示自动采用MGOALS对这层进
行网格分布
Mgoals.native
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34
保存结构文件
Sentaurus Process中 使用struct命令来保 存结构文件，同样 可以使用Tecplot SV 来调阅结构文件。 保存格式有TDR和 DF-ISE，这里使用 TDR格式来保存
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Getting Started
Creating Projects
Building Multiple Experiments
SWB的工具特征
8
Workbench基于集成化架构模式来组织、实施 TCAD仿真项目的设计和运行，为用户提供了图 形化界面，可完成系列化仿真工具软件以及诸 多第三方工具的运行，以参数化形式实现TCAD 项目的优化工程。
Workbench (SWB)
Sentaurus Process Simulator
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Synopsys Inc.的Sentaurus Process 整合了：
Avanti 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）
SynopsysSentaurusprocess工具介绍
“可制造性设计”似乎是一个新的词汇。
所谓“可制造性设计”其英文缩写为DFMdesign-for-manufacturability。
事实上。
我们这部书所讨论的主题就是“可制造性设计”。
前面若干章节所讲授的虽然是基于一维的集成电路制造工艺级仿真相对简单一些。
但是也属于工艺级可制造性设计的技术范畴和科学领域。
将重点介绍当今全球最为著名的IC设计软件开发商美国新思科技SynopsysInc.最新发布的新一代TCAD系列设计工具中的新一代集成电路工艺级仿真工具SentaurusProcess注TCAD 系列工具还包括器件物理特性级模拟系统SentaurusDevice及虚拟化加工与制造系统SentaurusWorkbench。
§1 Sentaurus Process工艺级仿真工具SentaurusProcess是SynopsysInc.最新推出的新一代TCAD工艺级仿真工具被业界誉为第五代集成电路制程级仿真软件是当前最为先进的纳米级集成工艺仿真工具。
SentaurusProcess是迄今为止集成电路制程级仿真软体中最为全面、最为灵活的多维一维、二维、三维工艺级仿真工具。
SentaurusProcess面向当代纳米级集成电路工艺制程全面支持小尺寸效应的仿真与模拟用于实现甚大规模ULSI集成电路的工艺级虚拟设计可显著地缩短集成电路制造工艺级设计、工艺级优化乃至晶圆芯片级产品的开发周期。
SentaurusProcess为国际化的大型工程化计算机仿真系统有Unix版本及Linux版本供用户选用。
对于中国内地用户SentaurusProcess的用户许可授权及安装均由SynopsysInc.中国分支机构北京新思科技、上海新思科技等提供优质的技术支持和服务。
SentaurusProcess仿真系统设置有两种启动方式。
一种是交互启动及运行模式另一种是批处理启动及运行模式。
根据用户的使用需要若要在交互模式下启动SentaurusProcess可以在已安装有SentaurusProcess并启动了该系统的license软件使用许可程序的PC计算机若使用的是SentaurusProcess的Linux版本或计算机工作站若使用的是SentaurusProcess的Unix版本命令行提示符下输入以下命令sprocess§1-2 创建Sentaurus Process批处理卡命令文件编辑SentaurusProcess批处理卡命令文件可使用Unix或Linux操作系统环境下的各类文本编辑器、例如gedit文本编辑器编辑完成。
仿真工具(ATLAS)
工艺及器件仿真工具 SILIVACO-TCAD
哈尔滨工程大学微电子实验室 2009.10
ATLAS பைடு நூலகம்学特性
Harbin Engineering University
在这一部分，将对一个NMOSFET器件结 构进行器件仿真。 以下将会演示到： 1. 产生简单的 Vds=0.1V 偏压下的曲线： Ids vs. Vgs 2.提取器件参数，例如Vt，Beta和Theta 3.产生不同的Vgs偏置情况下的Id vs. Vds 曲 线簇
ATLAS 器件构造
Harbin Engineering University
3. 定义电极
ELECTRODE NAME=<en> [NUMBER=<n>] [SUBSTRATE] <pos> <reg>
ATLAS 器件构造
Harbin Engineering University
4. 掺杂分布
进一步详细的关于 这些模型的信息， 可以参看文档：
ATLAS User’s Manual Volume I
ATLAS 电学特性
Harbin Engineering University
数值计算方法命令集：
对于半导体器件问题，有几种不同的方法可以 使用。对于 MOS 结构来说，可以使用非耦合的 GUMMEL 法和耦合的 NEWTON法。简单地说， gummel 法将对每个未知量轮流求解，同时保持 其他变量不变，不断重复这个过程，直到得到稳 定的解。而 Newton 法将会对整个系统的所有未 知量一起求解。 输入： method newton
提取器件参数
最新Silvaco器件仿真
2. 在整个学科中所处的位置是什么？ 从纵向来讲，和其他CAD类或仿真类课程一样，它是基础理论知 识和实际生产的链接点。 从横向来讲， 电路模拟、工艺模拟、器件模拟之间的关系可以用下 面的结构图来表示
最新Silvaco器件仿真
本门课程 重点学习部分
工艺描述
工艺仿真
(Process Simulation)
Sentaurus Device 整合了 (1)Avanti 的Medici和
Taurus Device (2)ISE 的DESSIS 器件 物理特性仿真工具, 充实并 修正了诸多器件物理模型, 推出新的器件物理特性分析 工具Sentaurus Device。
最新Silvaco器件仿真
Silvaco TCAD
可迅速和精确地模拟应用在CMOS、双极、SiGe / SiGeC 、 SiC、SOI 、III-V、光电子和功率器件技术的所有关键加工步骤
最新Silvaco器件仿真
如图所示为一个半导体工艺仿真的结果示意图。
掺杂浓度
几何结构
最新Silvaco器件仿真
deckbuild 的使用
（1）deckbuild的调用
和工艺仿真的区别 devedit - 考虑结果 他不考虑器件生成的实际物理过程，生成器件时不需要对时 间、温度等物理量进行考虑。
athena - 考虑过程 必需对器件生成的外在条件、物理过程进行描述。
最新Silvaco器件仿真
最新Silvaco器件仿真
最新Silvaco器件仿真
双击文件名来选择实例如 Mos1ex01.in
被选中的输入文件的描述将会出现在示例 窗口中，如图所示
这些描述包括
a. 运行本例所需要的软件模块 b. 提供本例演示概貌 c. 描述本例所使用的仿真命令 d. 描述本例运行结束后显示出来的结果
工艺及器件仿真工具ISE-TCAD
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
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2017/8/1
ISE-TCAD简介
工艺和器件仿真工具ISE-TCAD是瑞士ISE（Integrated Systems Engineering ）公司（2004年被Synopsys公司 收购）开发的DFM（Design For Manufacturing）软件。
2017/8/1
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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
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2017/8/1
工具平台GENESISe简介
GENESISe是ISE-TCAD模拟工具的用户图形界面，为设 计、组织和运行ISE-TCAD工具模拟项目提供一个良好 的模拟环境 。 通过GENESISe可以将众多工具良好衔接起来，然后 自动执行参数化的模拟项目，从而免除了用户进行命 令行输入等繁琐步骤。 运行启动： 用自己的帐号登录到10.13.83.131\134\136 \137 运行命令： source /opt/demo/tcad.env 运行命令： GENESISe &
注：不使用工艺仿真，直接利用MDRAW等工具创建器件结 构（掺杂和网格）也是可以的。
2017/8/1 7/102
典型工艺与器件仿真流程图
**_dio.cmd **_dio.out **_mdr.cmd
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SE 器件绘制以 网格定义
SD 器件特性 仿真
Creating Projects
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Building Multiple Experiments
17/110
Building Multiple Experiments
18/110
Building Multiple Experiments
19/110
TCAD概述
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TCAD
T4 / Medici Sentaurus ISE Silvaco
sprocess *_bnd.tdr *_fps.tdr sde
*_msh.tdr sdevice
*.plt *.tdr
*_fps.cmd *_dvs.cmd *_des.cmd
Workbench (SWB)
（优选）新一代工艺及器件仿 真工具
课程内容
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Sentaurus TCAD介绍与概述 Sentaurus Workbench介绍与使用 Sentaurus Process Simulator介绍与使用 Sentaurus Structure Editor介绍与使用 Sentaurus Device Simulator介绍与使用 Sentaurus其他工具介绍
Avanti公司的Taurus Process 系列工艺级仿真工具； ISE Integrated Systems Engineering公司的ISE TCAD工艺级
Sentaurus Workbench介绍与使用
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Getting Started
Creating Projects
Building Multiple Experiments
SWB的工具特征
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Workbench基于集成化架构模式来组织、实施 TCAD仿真项目的设计和运行，为用户提供了图 形化界面，可完成系列化仿真工具软件以及诸 多第三方工具的运行，以参数化形式实现TCAD 项目的优化工程。
重装license指令
su - （进入root，密码向机房管理员索取） /opt/sentaurus09/linux/bin/lmdown –c
/opt/license/synopsys.dat (关闭license) /opt/sentaurus09/linux/bin/lmgrd –c
/opt/license/synopsys.dat （安装license） exit (退出root权限)
SWB的工具特征
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SWB被称为“虚拟的集成电路芯片加工厂” SWB环境科集成Synopsys公司的系列化TCAD仿真
工具，使用户在集成环境下实现TCAD仿真及优 化。
SWB基于现代实验方法学和现代实验设计优化 的建模。用户可根据进程进行实验结果的统计 分析、工艺及器件参数的优化。
SWB支持可视化的流程操作，用户可方便地安 排和检测仿真的动态过程。
TCAD概述
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ3/110
什么是 TCAD？
TCAD计算机辅助技术(Technology Computer Aided Design) Process Simulation；Device Simulation
TCAD工具有哪些？
Sentaurus Workbench (SWB) Sentaurus Process (sprocess) Sentaurus Structure Editor (sde) Sentaurus Device (sdevice) Tecplot SV/Inspect
Synopsys公司简介
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Synopsys公司总部设在美国加利福尼亚州 Mountain View，有超过60家分公司分布在北美、 欧洲与亚洲。
2002年并购Avant公司后，Synopsys公司成为提供前 后端完整IC设计方案的领先EDA工具供应商。
Sentaurus是Synopsys公司收购瑞士ISE(Integrated Systems Engineering)公司后发布的产品，全面继承 了ISE TCAD,Medici和Tsuprem4的所有特性及优势。
*.plt *.tdr
*_fps.cmd *_dvs.cmd *_des.cmd
Workbench (SWB)
Sentaurus Process Simulator
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Synopsys Inc.的Sentaurus Process 整合了：
Avanti 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）
Getting Started
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安装在137服务器下 利用putty软件在137中取得端口号：
vncserver –geometry 1280x960
利用VNC软件登陆137服务器
Getting Started
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打开软件指令：source /opt/demo/sentaurus.env GENESISe&
TCAD概述
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TCAD
T4 / Medici Sentaurus ISE Silvaco
sprocess *_bnd.tdr *_fps.tdr sde
*_msh.tdr sdevice
*.plt *.tdr
*_fps.cmd *_dvs.cmd *_des.cmd
Workbench (SWB)
Building Multiple Experiments
20/110
Parameter在cmd文件中的定义与使用:
TCAD概述
21/110
TCAD
T4 / Medici Sentaurus ISE Silvaco
sprocess *_bnd.tdr *_fps.tdr sde
*_msh.tdr sdevice
Creating Projects 主菜单
12/110
仿真工具菜单
项目编辑环境
Creating Projects
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Creating Projects
14/110
新建文件夹和项目
Creating Projects
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构造仿真流程
SP 工艺仿真
SE 网格策略和 电极定义
SD 器件特性 仿真