晶体管TCADWord文档下载推荐.docx
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1概念初始直角网格;
2在μm×
μm的方形区域内创建非均匀网格;
a.在网格概念菜单中,Direction(方向)栏缺省为X;
点击Location(位置)栏并输入值0;
点击Spacing(距离)栏并输入值;
b.在Comment(注释)栏,键入“Non-UniformGridx”,如下图;
c.点击insert键,参数将会出此刻转动条菜单中;
图概念网格参数图点击Insert键后
d.继续插入X方向的网格线,将第二和第三条X方向的网格线别离设为和,间距均为。
这样在X方向的右边区域内就概念了一个超级周密的网格,用作为NMOS晶体管的有源区;
e.接下来,咱们继续在Y轴上成立网格。
在Direction栏当选择Y;
点击Location栏并输入值0。
然后,点击Spacing栏并输入值;
f.在网格概念窗口中点击insert键,将第二、第三和第四条Y网格线设为、和,间距别离为,和,如下图。
图Y方向上的网格概念
g.为了预览所概念的网格,在网格概念菜单当选择View键,那么会显示ViewGrid窗口。
h.最后,点击菜单上的WRITE键从而在文本窗口中写入网格概念的信息。
如图。
图对产生非均匀网格的行说明
概念初始衬底参数
由网格概念菜单确信的LINE语句只是为ATHENA仿真结组成立了一个直角网格系的基础。
接下来需要对衬底区进行初始化。
对仿真结构进行初始化的步骤如下:
a.在ATHENACommands菜单当选择MeshInitialize…选项。
ATHENA网格初始化菜单将会弹出。
在缺省状态下,<
100>
晶向的硅被选作材料;
b.点击Boron杂质板上的Boron键,如此硼就成了背景杂质;
c.关于Concentration栏,通过转动条或直接输入选择理想浓度值为,而在Exp栏当选择指数的值为14。
这就确信了背景浓度为×
1014原子数/cm3;
(也能够通过以Ohm·
cm为单位的电阻系数来确信背景浓度。
)
d.关于Dimensionality一栏,选择2D。
即表示在二维情形下进行仿真;
e.关于Comment栏,输入“InitialSiliconStructurewith<
Orientation”,如图;
f.点击WRITE键以写入网格初始化的有关信息。
图通过网格初始化菜单概念初始的衬底参数
运行ATHENA而且画图
图绘制历史文件结构
图Tonyplot:
Display(二维网格)菜单
图初始三角网格
栅极氧化
接下来,咱们通过干氧氧化在硅表面生成栅极氧化层,条件是1个大气压,950°
C,3%HCL,11分钟。
为了完成那个任务,能够在ATHENA的Commands菜单中依次选择Process和Diffuse…,ATHENADiffuse菜单将会显现。
a.在Diffuse菜单中,将Time(minutes)从30改成11,Tempreture(C)从1000改成950。
Constant温度默许选中(见图);
图由扩散菜单概念的栅极氧化参数
图栅极氧化结构
b.在Ambient栏中,选择DryO2项;
别离检查Gaspressure和HCL栏。
将HCL改成3%;
在Comment栏里输入“GateOxidation”并点击WRITE键;
c.有关栅极氧化的数据信息将会被写入DECKBUILD文本窗口,其中Diffuse语句被用来实现栅极氧化;
d.点击DECKBUILD操纵栏上的Cont键继续ATHENA仿真。
一旦栅极氧化完成,另一个历史文件“.”将会生成;
选中文件“.”,然后点击Tools菜单项,并依次选择Plot和PlotStructure…,将结构绘制出来;
最终的栅极氧化结构将出此刻TONYPLOT中,如下图。
从图中能够看出,一个氧化层淀积在了硅表面上。
提取栅极氧化层的厚度
下面过DECKBUILD中的Extract程序来确信在氧化处置进程中生成的氧化层的厚度。
a.在Commands菜单点击Extract…,显现ATHENAExtract菜单;
Extract栏默以为Materialthickness;
在Name一栏输入“Gateoxide”;
关于Material一栏,点击Material…,并选择SiO~2;
在Extractlocation这一栏,点击X,并输入值;
b.点击WRITE键,Extract语句将会出此刻文本窗口中;
在那个Extract语句中,=1为说明层数的参数。
由于那个地址只有一个二氧化硅层,因此那个参数是可选的。
但是当存在有多个二氧化硅层时,则必需指定出所概念的层;
c.点击DECKBUILD操纵栏上的Cont键,继续进行ATHENA仿真仿真。
Extract语句运行时的输出如下图;
从运行输出能够看到,咱们测量的栅极氧化厚度为1233Å
。
图Extract语句运行时的输出
栅氧厚度的最优化
下面介绍如何利用DECKBUILD中的最优化函数来对栅极氧化厚度进行最优化。
假定所测量的栅氧厚度为1000Å
,栅极氧化进程中的扩散温度和偏压均需要进行调整。
为了对参数进行最优化,DECKBUILD最优化函数应按如下方式利用:
a.依次点击Maincontrol和Optimizer…选项;
挪用出如下图的最优化工具。
第一个最优化视窗显示了Setup模式下操纵参数的表格。
咱们只改变最大误差参数以便能精准地调整栅极氧化厚度为1000Å
;
b.将MaximumError在criteria一栏中的值从5改成1;
c.接下来,咱们通过Mode键将Setup模式改成Parameter模式,并概念需要优化参数(图)。
图DECKBUILD最优化的Setup模式
图Parameter模式
需要优化的参数是栅极氧化进程中的温度和偏压。
为了在最优化工具中对其进行最优化,如下图,在DECKBUILD窗口当选中栅极氧化这一步骤;
图选择栅极氧化步骤
d.然后,在Optimizer中,依次点击Edit和Add菜单项。
一个名为Deckbuild:
ParameterDefine的窗口将会弹出,如下图,列出了所有可能作为参数的项;
图概念需要优化的参数
e.选中temp=<
variable>
和press=<
这两项。
然后,点击Apply。
添加的最优化参数将如下图一样列出;
图增加的最优化参数
f.接下来,通过Mode键将Parameter模式改成Targets模式,并概念优化目标;
g.Optimizer利用DECKBUILD中Extract语句的值来概念优化目标。
因此,返回DECKBUILD的文本窗口并选中Extract栅极氧化厚度语句,如下图;
图选中优化目标
h.然后,在Optimizer中,依次点击Edit和Add项。
这就将“栅极氧化”那个目标添加到了Optimizer的目标列表中去。
在目标列内外概念目标值。
在Targetvalue中输入值100Å
(见图);
通过在栅极氧化工艺进程中改变温度和偏压,Optimizer对栅极氧化厚度进行了优化。
i.为了观看优化进程,咱们能够将Targets模式改成Graphics模式,如下图;
图在Targetvalue中输入值100Å
图Optimizer中的Graphics模式
j.最后,点击Optimize键以演示最优化进程。
仿真将会从头运行,而且在一小段时刻以后,从头开始栅极氧化这一步骤。
优化后的结果为,温度,偏压,和抽样氧化厚度Å
,如下图;
为了完成最优化,温度和偏压的最优化值需要被复制回输入文档中。
k.为了复制这些值,需要返回Parameters模式并依次点击Edit和CopytoDeck菜单项以更新输入文档中的最优化值,输入文档将会在正确的地址自动更新。
如下图;
图最优化完成
图优化后的参数在正确的地址自动更新
三、方案综合评判与结论
在微电子工艺中,SiO2薄膜因其优越的电绝缘性和工艺的可行性而被普遍采纳。
在半导体器件中,利用SiO2禁带宽度可变的特性,可作为非晶硅太阳电池的薄膜光吸收层,以提高光吸生效率;
还可作为金属2氮化物2氧化物2半导体(MNSO)存储器件中的电荷存储层,集成电路中CMOS器件和SiGeMOS器件和薄膜晶体管(TFT)中的栅介质层等。
本次的设计是咱们在学习二氧化硅薄膜工艺时跟同组同窗的讨论,设计,碰到问题大伙儿一路解决,也让我学到了与同窗之间的合作。
四、结论与展望
SiO2薄膜作为介质材料家族中的一员,对其开发具有很重要的意义。
相信在不远的以后,纳米SiO2薄膜会进一步工业化,并普遍应用于各个领域。
五、参考文献
《半导体制造技术》,夸克(美),电子工业出版社;
《半导体器件TCAD设计与应用》,韩雁著,电子工业出版社。
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