Silvaco TCAD是一款用于半导体器件和工艺开发的高级仿真软件工具，它为工程师提供了精确模拟的关键能力，助力创新设计与研究。
### TCAD Silvaco 工艺与器件仿真实务
#### 概述
TCAD (Technology Computer-Aided Design) 是一种计算机辅助设计技术，在半导体行业中的微电子器件建模与仿真中应用广泛。Silvaco是一家知名的半导体软件提供商，其产品线涵盖了从工艺到电路设计的全过程解决方案。本段落主要介绍Silvaco公司的TCAD工具ATHENA和ATLAS在工艺与器件仿真中的使用方法。
#### 使用ATHENA进行NMOS工艺仿真
##### 4.1.1 概述
ATHENA是Silvaco公司提供的一款强大的工艺仿真软件，用于模拟集成电路制造过程中的物理现象。本节将详细介绍如何使用ATHENA创建一个典型的MOSFET输入文件，并涵盖以下基本操作：
1. **创建好的仿真网格**：这是确保仿真实验准确性的重要步骤之一，在离子注入或PN结形成等需要高精度的区域尤其重要。
2. **演示淀积操作**：沉积是制造过程中的一项关键步骤，用于在半导体表面沉积薄膜材料。
3. **演示几何刻蚀操作**：通过移除不必要的材料来形成所需的结构形状。
4. **氧化、扩散、退火以及离子注入**：这些是制造过程中的常见热处理工艺步骤。
5. **进行必要的结构修改和调整**
6. **保存和加载仿真结果**
##### 4.1.2 创建一个初始结构
**1. 定义初始直角网格**
- 启动ATHENA: 在命令行中输入`deckbuild-an&`，在交互模式下调用ATHENA。随后会显示deckbuild主窗口。
- 清空文本编辑器：通过点击File目录下的Empty Document来清空当前的文档内容。
- 设置初始环境：在文本编辑器里键入`goAthena`以初始化ATHENA环境。
**2. 在0.6μm×0.8μm方形区域内创建非均匀网格**
- 定义X方向上的网格: 选择MeshDefine菜单项，设置Direction为X，Location为0，Spacing为0.1。插入注释“Non-UniformGrid(0.6umx0.8um)”。
- 插入第二和第三条X方向的网格线分别为0.2和0.6，并且这两处的间距均为0.01。
**3. 定义Y方向上的网格**
- 设置Direction为Y，Location为0，Spacing为0.008。插入注释“Non-UniformGrid(0.6umx0.8um)”。
- 插入第二、第三和第四条Y方向的网格线分别为0.2、0.5和0.8，并且这些位置的间距分别为0.01、0.05和0.15。
**4. 预览并保存网格**
使用View键预览所创建的非均匀网格，确认符合预期。然后通过WRITE命令将相关定义信息写入文本窗口中以备后续操作。
**4. 定义初始衬底参数**
完成上述步骤后，需要初始化硅材料的相关属性：
- 选择硅作为基础材料，并设定其晶向为<100>。
- 背景杂质选用硼元素，浓度设置为1.0×10^14原子数每立方厘米。
- 设置仿真维度为二维模式。
**5. 运行ATHENA并绘图**
运行ATHENA以获取初始结构。然后使用TONYPLOT工具来可视化结果，在Plot和Display...选项中可以查看到生成的图形信息。
#### 总结
通过本章节的学习，读者能够掌握如何利用ATHENA软件进行NMOS工艺仿真的基本步骤。从网格创建、定义衬底参数到最后运行仿真并绘图的过程，为深入了解半导体制造过程中的仿真技术奠定了基础。
5星
