半导体器件TCAD设计与应用

第1章 半导体工艺及器件仿真工具Sentaurus TCAD1.1 集成工艺仿真系统 Sentaurus Process1.1.1 Sentaurus Process工艺仿真工具简介1.1.2 Sentaurus Process基本命令介绍1.1.3 Sentaurus Process 中的小尺寸模型1.1.4 Sentaurus Process仿真实例1.2 器件结构编辑工具Sentaurus Structure Editor1.2.1 Sentaurus Structure Editor（SDE）器件结构编辑工具简介1.2.2 完成从Sentaurus Process到SentaurusDevice的接口转换1.2.3 创建三维结构1.3 器件仿真工具Sentaurus Device1.3.1 Sentaurus Device器件仿真工具简介1.3.2 Sentaurus Device主要物理模型1.3.3 Sentaurus Device仿真实例1.4 集成电路虚拟制造系统SentaurusWorkbench简介1.4.1 Sentaurus Workbench（SWB）简介1.4.2 创建和运行仿真项目参考文献第2章 工艺仿真工具TSUPREM-4及器件仿真工具MEDICI2.1 TSUPREM-4的工艺模型介绍2.1.1 扩散模型2.1.2 离子注入模型2.1.3 氧化模型2.1.4 刻蚀模型2.2 TSUPREM-4基本命令介绍2.2.1 符号及变量说明2.2.2 命令类型2.2.3 常用命令的基本格式与用法2.3 双极晶体管结构的一维仿真示例2.3.1 TSUPREM-4输入文件的顺序2.3.2 初始有源区仿真2.3.3 网格生成2.3.4 模型选择2.3.5 工艺步骤2.3.6 保存结构2.3.7 绘制结果2.3.8 打印层信息2.3.9 完成有源区仿真2.3.10 最终结果2.4 半导体器件仿真工具MEDICI简介2.4.1 MEDICI的特性2.4.2 MEDICI的使用2.4.3 MEDICI的语法概览2.5 MEDICI实例1——NLDMOS器件仿真2.6 MEDICI实例2——NPN三极管仿真参考文献第3章 工艺及器件仿真工具SILVACO-TCAD3.1 使用ATHENA的NMOS工艺仿真3.1.1 概述3.1.2 创建一个初始结构3.1.3 定义初始衬底3.1.4 运行ATHENA并且绘图3.1.5 栅极氧化3.1.6 提取栅极氧化层的厚度3.1.7 栅氧厚度的最优化3.1.8 完成离子注入3.1.9 在TonyPlot中分析硼掺杂特性3.1.10 多晶硅栅的淀积3.1.11 简单几何刻蚀3.1.12 多晶硅氧化3.1.13 多晶硅掺杂3.1.14 隔离氧化层淀积3.1.15 侧墙氧化隔离的形成3.1.16 源/漏极注入和退火3.1.17 金属的淀积3.1.18 获取器件参数3.1.19 半个NMOS结构的镜像3.1.20 电极的确定3.1.21 保存ATHENA结构文件3.2 使用ATLAS的NMOS器件仿真3.2.1 ATLAS概述3.2.2 NMOS结构的ATLAS仿真3.2.3 创建ATLAS输入文档3.2.4 模型命令组3.2.5 数字求解方法命令组3.2.6 解决方案命令组参考文献第4章 工艺及器件仿真工具ISE-TCAD4.1 工艺仿真工具DIOS4.1.1 关于DIOS4.1.2 各种命令说明4.1.3 实例说明4.2 器件描述工具MDRAW4.2.1 关于MDRAW4.2.2 MDRAW的边界编辑4.2.3 掺杂和优化编辑4.2.4 MDRAW软件基本使用流程4.3 器件仿真工具DESSIS4.3.1 关于DESSIS4.3.2 设计实例4.3.3 主要模型简介4.3.4 小信号AC分析参考文献第5章 工艺仿真工具（DIOS）的优化使用5.1 网格定义5.2 工艺流程模拟5.2.1 淀积5.2.2 刻蚀5.2.3 离子注入5.2.4 氧化5.2.5 扩散5.3 结构操作及保存输出参考文献第6章 器件仿真工具（DESSIS）的模型分析6.1 传输方程模型6.2 能带模型6.3 迁移率模型6.3.1 晶格散射引起的迁移率退化6.3.2 电离杂质散射引起的迁移率退化6.3.3 载流子间散射引起的迁移率退化6.3.4 高场饱和引起的迁移率退化6.3.5 表面散射引起的迁移率退化6.4 雪崩离化模型6.5 复合模型参考文献第7章 TCAD设计工具、仿真流程及ESD器件的性能评估7.1 ESD防护设计要求及TCAD辅助设计的必要性7.2 工艺和器件TCAD仿真软件的发展历程7.3 工艺和器件仿真的基本流程7.4 TSUPREM-4/MEDICI的仿真示例7.4.1 半导体工艺级仿真流程7.4.2 从工艺级仿真向器件级仿真的过渡流程7.4.3 半导体器件级仿真的流程7.5 利用瞬态仿真对ESD综合性能的定性评估7.5.1 TCAD评估基本设置7.5.2 有效性评估7.5.3 敏捷性评估7.5.4 鲁棒性评估7.5.5 透明性评估7.5.6 ESD总体评估参考文献第8章 ESD防护器件关键参数的仿真8.1 ESD仿真中的物理模型选择8.2 热边界条件的设定8.3 ESD器件仿真中收敛性问题解决方案8.4 模型参数对关键性能参数仿真结果的影响8.5 二次击穿电流的仿真8.5.1 现有方法局限性8.5.2 单脉冲TLP波形瞬态仿真方法介绍8.5.3 多脉冲TLP波形仿真介绍参考文献第9章 VDMOSFET的设计及仿真验证9.1 VDMOSFET概述9.2 VDMOSFET元胞设计9.2.1 结构参数及工艺参数9.2.2 工艺流程9.2.3 工艺仿真9.2.4 器件仿真9.2.5 器件优化9.3 VDMOSFET终端结构的设计9.3.1 结构参数设计9.3.2 工艺仿真9.3.3 器件仿真9.3.4 参数优化9.4 VDMOSFET ESD防护结构设计9.4.1 ESD现象概述9.4.2 VDMOSFET中的ESD结构……

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