Silvaco TCAD交互式工具的界面及基本操作
silvaco教程
ATHENA：MOSFET
ATHENA模擬器計算顯影光阻層。光阻曝光劑量為200 mJ cm-2，曝光後在115℃ 下烘烤45 分鐘，然後圖案顯影60 秒，以上全部是正規參數。其中使用了Dill 顯影 模型。上面的影像顯示在曝光和烘烤後的PAG 濃度。左下的模擬顯示顯影到中途 的光阻圖形，右下的模擬顯示完全顯影的光阻圖形
• 半導體元件模擬軟體：Silvaco公司的ATLAS 模擬器
Athena製程模擬軟體可搭配Atlas元件模擬軟體使用，其功 能之齊全涵蓋了元件設計、製作程序、以及製程完成後的元 件特性分析
ATHENA主要模組
•Ssuprem4 •Flash •Elite •Optolith Ssuprem4以及Flash兩個模組分別用以模擬 「矽」和「III-V族化合物」之摻雜、氧化、 磊晶等製程，Elite模組則用以模擬蝕刻和薄 膜成長製程，至於光罩微影製程則以Optolith 模組模擬
電腦模擬矽晶片製造的技術
在製程上模擬主要應用在: • 區域氧化技術 • 沉積 • 蝕刻 • 植入 • 光阻曝光 模擬軟體中使用的製程仍落後目前工業上使用的製 程，如設備模型的建立
TCAD
• 半導體製程模擬軟體：Silvaco公司的 ATHENA模擬器
模擬各項積體電路製程如擴散摻雜 、離子植入、熱氧化、薄 膜沉積、光微影、蝕刻、金屬化、絕緣等並可整合所有製程 以2-D圖示呈現結果
9
Grid specification
•沉積層中並未設定格子層，先前指令line x 將自動 延伸至沉積層 •Total number of grid layers :在沉積層中設定格子 層 Divisions=<n> default值為1，此指令相當於uniform的line y •Norminal grid spacing (μm): DY=<n> •Grid location spacing (μm): YDY=<n> •上述DY、YDY相當non-uniform line y 中的 spacing、loc •Minimum edge spacing : 指定最小間隔 mim.space=<n>
9SilvacoTCAD器件仿真模块及器件仿真流程
9SilvacoTCAD器件仿真模块及器件仿真流程Silvaco TCAD是一种广泛使用的集成电路（IC）设计和仿真工具，用于开发和研究半导体器件。
它提供了一套完整的器件仿真模块，可以帮助工程师设计、优化和验证各种半导体器件的性能。
本文将介绍几个常用的Silvaco TCAD器件仿真模块，并提供一个简要的器件仿真流程。
1. ATHENA模块：ATHENA是Silvaco TCAD的物理模型模拟引擎，用于模拟器件的结构和物理特性。
它可以通过解决泊松方程、电流连续性方程和能带方程等来计算电子和空穴的分布、电场和电势等物理量。
ATHENA支持多种材料模型和边界条件，可以准确地模拟各种器件结构。
2. ATLAS模块：ATLAS是Silvaco TCAD的设备模拟引擎，用于模拟半导体器件的电学和光学特性。
它可以模拟器件的电流-电压特性、载流子分布、能量带结构和光电特性等。
ATLAS支持各种器件类型，如二极管、MOSFET、BJT和太阳能电池等。
3. UTILITY模块：UTILITY是Silvaco TCAD的实用工具模块，用于处理和分析仿真结果。
它提供了各种数据可视化、数据处理和数据导出功能，帮助工程师分析和优化器件性能。
UTILITY还可以用于参数提取和模型校准，以改进模拟的准确性。
接下来是一个简要的Silvaco TCAD器件仿真流程：2. 设置模拟参数：在进行仿真之前，需要设置模拟所需的参数，如材料参数、边界条件、物理模型和仿真选项等。
可以使用Silvaco TCAD的参数设置工具来设置这些参数。
3. 运行ATHENA模拟：使用ATHENA模块进行结构模拟，通过求解泊松方程和连续性方程，计算出电子和空穴的分布、电场和电势等物理量。
可以使用Silvaco TCAD的命令行界面或图形用户界面来运行ATHENA模拟。
4. 运行ATLAS模拟：使用ATLAS模块进行设备模拟，模拟器件的电学和光学特性。
ATLAS模块可以计算器件的电流-电压特性、载流子分布、能量带结构和光电特性等。
SilvacoTCAD半导体仿真工具培训教程_资料手册
SilvacoTCAD半导体仿真工具培训教程_资料手册Silvaco TCAD 半导体仿真工具培训教程_资料手册Silvaco TCAD 2014.00 Win32 1DVD半导体仿真工具Synopsys.Tcad.Sentaurus.vH-2013.03.Linux64 3CDSilvaco的TCAD 建模服务提供解决方案给那些有特别半导体器件建模需求而内部又没有时间和资源运行TCAD软件的客户。
使用TCAD 建模服务，可运用Silvaco在半导体物理和TCAD软件操作方面的专长，提供完全、快速和精确的即可使用的解决方案。
Silvaco AMS v2010.00 Win32 1CDSilvaco AMS 2008.09 Linux32 64Silvaco AMS 2008.09 Solaris 1CDSilvaco AMS 2008.09 Manual 1CDSilvaco Iccad 2008.09 1CDSilvaco Iccad 2008.09 Linux32 64Silvaco Iccad 2008.09 Solaris 1CDSilvaco Iccad 2008.09 Manual 1CDSilvaco Logic 2008.09 1CDSilvaco Logic 2008.09 Linux32 64Silvaco Logic 2008.09 Solaris 1CDSilvaco Logic 2008.09 Manual 1CD Silvaco TCAD 2012.00 Win32_64 1DVD Silvaco TCAD 2010.00 Linux 1CD Silvaco TCAD 2012 Linux64 1DVD Silvaco TCAD 2008.09 Solaris 1CD Silvaco TCAD 2008.09 Manual 1CD Silvaco Catalyst 2008.09 Linux32 64 Silvaco Catalyst 2008.09 Solaris 1CD Silvaco Char 2008.09 Linux32 64 Silvaco Char 2008.09 Solaris 1CD Silvaco Firebird 2008.09 Linux32 64 Silvaco Firebird 2008.09 Solaris 1CD Silvaco Mode 2008.09 Linux32 64 Silvaco Mode 2008.09 Solaris 1CD Silvaco Parasitic 2008.09 Linux32 64Silvaco Parasitic 2008.09 Solaris 1CDSilvaco UT 2007.04 Linux32 64Silvaco UT 2007.04 Solaris 1CDSilvaco VWF 2007.04 Linux32 64Silvaco VWF 2007.04 Solaris 1CDParallel SmartSpice 1.9.3.E 1CD■□■□■□■□■□■□■□■□■□■□■□■□■□■□■□■□■□■□+ 诚信合作，保证质量长期有效:+ 电话TEL：189******** 客服 QQ：1140988741■□■□■□■□■□■□■□■□■□■□■□■□■□■□■□■□■□■□Pinnacle产品:FracproPT.2007.v10.4.52 1CD（石油工业界的先进压裂软件工具，它提供支撑剂和酸液压裂处理的设计、模拟、分析、执行和优化功能。
Silvaco-TCAD-器件仿真2教程文件
Eliminate columns x.min=0.2 x.max=1.4 y.min=0.2 y.max=0.7
*
Eliminate 前
5
Eliminate 后
区域ID(region=<n>)、材料(material=<c>)、区域坐 标(points=“0,0 0,1 …”)
例句
Region reg=1 mat=silicon color=0xffb2 pattern=0x9 \ points=“0,0 0.1,0 0.1,1 0,1 0,0”
Region reg=3 name=anode material=contact elec.id=1 \ work.func=0 points=“0,0 0.1,0 0.1,1 0,1 0,0”
doping region=1 gauss conc=1e18 peak=0.2 junct=0.15
从文件导入杂质分布
doping x.min=0.0 x.max=1.0 y.min=0.0 y.max=1.0 n.type ascii \ infile=concdata
*
9
Silvaco学习
ATLAS描述的二极管结构
region number=2 x.min=0.0 x.max=0.1 y.min=1.0 \ y.max=2.0 material=silicon
electrode name=anode top electrode name=cathode bottom
doping uniform conc=1e18 n.type region=1 doping uniform conc=1e18 p.type region=2
SilvacoTCAD工艺仿真模块及工艺仿真流程
14
2.1.1 网格定义的命令及参数
• 定义某座标附近的网格线间距来建立仿真网格
line x location=x1 spacing=s1 line x location=x2 spacing=s2
s1
0
x1
line y location=y1 spacing=s3
s3
line y location=y2 spacing=s4
SilvacoTCAD工艺仿真模块及工艺仿真流 程
23
2.3.2 Diffuse做氧化的例子
氧化时间30分钟，1200度，干氧
diffuse time=30 temp=1200 dryo2
氧化时间30分钟，1000度，氧气流速10sccm
diffuse time=30 temp=1000 f.o2=10
1.1.1 ATHENA
• 分析和优化标准的和最新的隔离流程，包括 LOCOS， SWAMI，以及深窄沟的隔离
• 在器件制造的不同阶段分析先进的离子注入方法——超浅 结注入，高角度注入和为深阱构成的高能量注入
• 支持多层次杂质扩散，以精确预测衬底与邻近材料表面的 杂质行为
• 考虑多重扩散影响，包括瞬态增强的扩散，氧化/硅化加强 的扩散，瞬态激活作用，点缺陷和簇群构造以及材料界面 的再结合，杂质分离，和传输
第一部分 第二部分 第三部分
工艺仿真器介绍 工艺仿真流程 总结
SilvacoTCAD工艺仿真模块及工艺仿真流 程
13
2 工艺仿真流程
• 1 建立仿真网格 • 2 仿真初始化 • 3 工艺步骤 • 4 提取特性 • 5 结构操作 • 6 Tonyplot显示
SilvacoTCAD工艺仿真模块及工艺仿真流 程
Silvaco操作指南规范.doc
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 (5)1.3.1 运行一次模拟 (5)1.3.2 渐进学习模拟 (5)1.3.3 绘制结构 (5)1.3.4 使用Tonyplot进行绘图 (6)1.3.5 修正绘图的外观 (6)1.3.6 缩放及在图上进行平移 (7)1.3.7 打印图形 (8)1.4使用H ISTORY功能 (8)1.5明确存贮状态 (9)1.6创建用于比较的两个结构文件 (9)1.6.1 存贮文件创建 (9)1.6.2 文件交叠 (10)1.7运行MOS工艺程序的第二部分 (12)1.7.1 `Stop At' 功能 (12)1.7.2 使用Tonyplot用于2-D结构 (13)1.7.3 使用Tonyplot来制备一轮廓图 (13)1.7.4 产生交互式图例 (15)1.8工艺参数的抽取 (16)1.8.1 源漏结深 (17)1.8.2 器件阈值电压 (17)1.8.3 电导及偏压曲线 (17)1.8.4 一些薄层电阻 (19)1.8.5 沟道表面掺杂浓度 (19)1.9器件模拟 (20)1.9.1 器件模拟界面工艺 (20)1.9.2 建立器件模拟 (20)1.9.3 执行器件模拟 (21)1.9.4 抽取器件参数 (21)第二章电阻仿真及阻值抽取 (22)第三章扩散二极管仿真 (32)2.1硼扩散 (32)2.2进行MESH的实验 (37)2.3绘制杂质掺杂轮廓曲线 (38)2.4查看抽取结果 (39)第四章 NMOS电学特性仿真 (41)3.1NMOS例子加载 (41)3.2T ONYPLOT操作 (42)3.3查看电学仿真结果 (46)第五章工艺流程的横断面观察 (49)4.1初始化衬底 (49)4.2氧化层屏蔽 (49)4.3NWELL注入 (50)4.4PWELL注入 (50)4.5场氧化层生长 (51)4.6 阱推进51第一章 Silvaco软件介绍本章将介绍下面两个VWF（虚拟wafer制备）交互工具的基本使用：•Deckbuild：VWF运行时控制应用程序。
CorelDRAW入门篇交互式工具的综合应用PPT课件
案例赏析与制作
第6页/共19页
案例赏析与制作
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二、交互式透明工具
对位图和矢量图都可以执行命令。 １、交互式透明的类型：
①无； ②标准：均匀的改变所选对象的透明度
（0表示不透明，100表示完全透明） ③渐变透明：包括线性透明效果、射线透明效果、
圆锥透明效果、方角透明效果。
第10页/共19页
二、交互式透明工具
２、透明效果的编辑：在操作中的编辑。 如何在同一图形对象上使用交互式透明工具两次或两次以上 如一个矩形图形对象，如何使用交互式透明工具实现左右两 边透明渐变
1.画好一个矩形后，选择交互式透明工具，先把矩形填为 一边透明 2.然后点击左上角的“编辑透明度”按钮，弹出“渐变透 明度”对话框 3.点击中间的“自定义”选项，出来一个颜色条后，将两 边都设置为黑色中间为白色，最后“确定”。（颜色条中， 黑色的是被透明的部分，白色的是不透明的部分。） 这里你就能看到你画的矩形两边变透明了。
交互式工具的综合应用
第1页/共19页
——第二十二章
学习目标
本章目标： 1、交互式阴影工具 2、交互式透明工具 3、交互式工具的综合应用 本章重点：交互式工具的综合应用 本章难点：如何自由使用交互式工具
第2页/共19页
一、交互式阴影工具
作用： 为选中的对象（矢量图、位图、文字）应用各种阴影效果。
方法： 选中对象后，选择阴影工具在对象上面拖动。
第3页/共19页
一、交互式阴影工具
1、阴影效果的属性设置： ①、颜色：可根据需要自由选取 ②、角度长度：拖动末端的黑块可调整长度及角度 ③、不透明度：拖动方向线上的长条可调节 ④、阴影羽化：参数设置越低，边缘越清晰。羽化效果就越弱
Silvaco中文学习手册样本
§4 工艺及器件仿真工具SILVACO-TCAD 本章将向读者简介如何使用SILVACO 公司TCAD 工具ATHENA 来进展工艺仿真以及ATLAS 来进展器件仿真。
假定读者已经生疏了硅器件及电路制造工艺以及MOSFET 和BJT 根本概念。
4.1使用ATHENANMOS 工艺仿真4.1.1概述本节简介用ATHENA 创立一种典型MOSFET 输入文献所需根本操作。
涉及：a.创立一种好仿真网格b.演示淀积操作c.演示几何刻蚀操作d.氧化、集中、退火以及离子注入e.构造操作f.保存和加载构造信息4.1.2创立一种初始构造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ATHENA。
在短暂延迟后，deckbuild 主窗口将会消灭。
如图4.1 所示，点击File 名目下Empty Document，清空DECKBUILD 文本窗口；图 4.1 清空文本窗口b.在如图4.2 所示文本窗口中键入语句go Athena ；图 4.2 以“go athena”开头接下来要明确网格。
网格中结点数对仿真精准度和所需时间有着直接影响。
仿真构造中存在离子注入或者形成PN 结区域应当划分更加细致网格。
c.为了定义网格，选取Mesh Define 菜单项，如图4.3 所示。
下面将以在0.6μm×0.8μm 方形区域内创立非均匀网格为例简介网格定义方法。
图 4.3 调用 ATHENA 网格定义菜单2 在0.6μm×0.8μm方形区域内创立非均匀网格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，参数将会出当前滚动条菜单中；图4.4定义网格参数图 4.5 点击Insert 键后d.连续插入X 方向网格线，将其次和第三条X 方向网格线分别设为0.2 和0.6，间距均为0.01。
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2.3 DeckBuild进度控制
• 仿真控制
Run（Ctrl + R）：从上致下执行到 “断点”（即“Stop at line”的 “line”）时结束； Stop（Shift + F5）：执行完当前行 就停止； Next（F10）：运行完下一行就停止； Continue（F5）：在之前停止运行的 行开始往下运行； Initialize：从仿真历史初始化； Kill（Ctrl + K）：强制立即结束； Line（Ctrl + L）：重置当前行为选 择的行； Stop at line（Ctrl + B）：设置断 点。
Light：显示光线在器件内部的特性
Junction：显示器件结构中结的边界
Electrodes：显示电极的名称
3D：显示三维信息
Lines：按照颜色来显示
3.2.1 Tonyplot－Tools>Cutline
• 在二维结构中划“线”（直线或折线）以显示一 维信息
3.2.1 Tonyplot －Tools>Cutline
2.5 DeckBuild实时输出
• 程序运行时实时显示运行进度和结果
3 Tonyplot界面及主要操作
第一部分 第二部分 第三部分
Silvaco TCAD框架 DeckBuild 界面及主要操作 Tonyplot 界面及主要操作
3 Tonyplot界面
• 显示结构和仿真曲线
3.1.1 Tonyplot－Plot菜单
3.2.2 Tonyplot－Tools>Ruler
• 测量两点的距离、连线和水平线的夹角angle以及 斜率
3.2.3 Tonyplot－Tools>Integrate
• 对一维曲线进行积分 • Cutline得到一维分布或器件仿真得到的特性曲线
4 总结
• 本课的主要内容
➢ Silvaco TCAD框架 ➢ 交互工具DeckBuild及主要操作 ➢ 交互工具Tonyplot及主要操作
Silvaco TCAD交互式工具的界面及 基本操作
主要内容
第一部分 第二部分 第三部分
Silvaco TCAD框架 DeckBuild 界面及主要操作 Tonyplot 界面及主要操作
1 Silvaco TCAD框架
第一部分 第二部分 第三部分
Silvaco TCAD框架 DeckBuild 界面及主要操作 Tonyplot 界面及主要操作
• 显示工具Tonyplot
➢ 显示器件结构 ➢ 显示特性曲线 ➢ 导出数据
1.3 Silvaco TCAD启动方式
• 快捷方式文件夹路径 X:\sedatools\shortcuts • 或 启动>所有程序>S.EDA Tools>DeckBuild
2 DeckBuild界面及主要操作
第一部分 第二部分 第三部分
Silvaco TCAD框架 DeckBuild 界面及主要操作 Tonyplot 界面及主要操作
2.1 DeckBuild界面
菜单栏 控制条 仿真输入
实时输出
2.2.1 DeckBuild菜单栏——File
打开/保存输入文件，保存实时输出信息
2.2.2 DeckBuild菜单栏——Edit
• 输入程序的编辑，设置DeckBuild特性(保存历史 文件、工作路径，默认仿真器、实时输出…)
• Interactive Tools
➢ DeckBuild，Maskviews，DevEdit，Tonyplot，Tonyplot3D；
• Virtual Wafer Fab
1.2 Silvaco TCAD的主要交互工具
• 集成环境 DeckBuild
➢ 仿真控制 ➢ 进行仿真语法输入和编辑； ➢ 仿真的实时输出； ➢ 各仿真器通过DeckBuild调用；
1.1 Silvaco TCAD 框架
• Process Simulation
➢ 3D-VICTORY PROCESS，VICTORY CE ➢ 2D-ATHENA，SSuprem4，MC Implant/Deposit/Etch，Elite，Optolith； ➢ 1D-ATHENA 1D，SSuprem3；
2.2.3 DeckBuild菜单栏—— Command
• 快速提取（材料厚度、结深、方块电阻…），显 示当前结构，工艺优化
2.2.4 DeckBuild菜单栏—— Execution
• 进度控制（运行、结束、暂停、设置“断点”、 运行到“断点”暂停、初始化、退出、强制结束）
2.2.5 DeckBuild菜单栏——Help
• Device Simulation
➢ 3D-VICTORY DEVICE，Device 3D，Giga3D，Luminous3D，Quantum3D， TFT3D，Magnetic3D，Thermal3D，MixedMode3D
➢ 2D-ATLAS，S-pisces，Blaze，MC Device，Giga，MixedMode，Quantum， Ferro，Magnetic，TFT，LED，Luminous，Laser，VCSEL，Organic Display，Organic Solar，Noise，Mercury；
• 下一课主要内容
➢ TCAD仿真流程 ➢ 语法规则
➢ 语法学习及书写建议
欢迎提问
谢谢！
谢谢！
• Display：显示方式设置
3.1.2 Tonyplot－Plot>Display
Mesh：显示结构中的网格分布
Edges：显示结构的边界
Regions：显示材料区域
EMCEJRudloeenggnscehritosrionudnsrses
Contours：显示器件结构内部的物理量
Vectors：显示器件内部的矢量信息
2.4 DeckBuild输入
• 仿真程序输入
go athena line x loc=0 spac=0.1 line x loc=1 spac=0.1 line y loc=0 spac=0.02 line y loc=10 spac=0.2 init c.phos=2e1Байду номын сангаас oreit=111 two.d tonyplot