半導體器件TCAD設計與套用

《半導體器件TCAD設計與套用》是2013年電子工業出版社出版的圖書，作者是韓雁丁扣寶。

基本介紹

• 書名：半導體器件TCAD設計與套用
• 作者：韓雁 丁扣寶
• ISBN：9787121193422
• 頁數：276
• 出版社：電子工業出版社
• 出版時間：2013 年3月

基本信息

作者： 韓雁 丁扣寶

叢書名： 微電子與積體電路設計系列規劃教材

出版社：電子工業出版社

ISBN：9787121193422

上架時間：2013-3-15

出版日期：2013 年3月

開本：16開

頁碼：276

版次：1-1

所屬分類：工業技術 > 電工技術 > 電子其他

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內容簡介作譯者目錄評論交流

內容簡介

《半導體器件tcad設計與套用》從實用性和先進性出發，全面地介紹半導體工藝仿真軟體工具、半導體器件仿真軟體工具及其使用。全書共10章，主要內容包括：半導體工藝及器件仿真工具sentaums tcad，工藝仿真工具tsuprem-4及器件仿真工具medici，工藝及器件仿真工具silvaco-tcad，工藝及器件仿真工具ise-tcad，以及工藝仿真工具(dios)的最佳化使用，器件仿真工具(dessis)的模型分析，片上(晶片級)esd防護器件的性能評估，esd防護器件關鍵參數的仿真，vdmosfet的設計及仿真驗證，igbt的設計及仿真驗證。本書配套多媒體電子課件。

《半導體器件tcad設計與套用》不僅能幫助高等學校微電子學、電子科學與技術或其他相關專業的研究生、高年級本科生和企業設計人員掌握tcad技術，而且也可以作為從事功率器件和積體電路片上esd防護設計領域的科技工作者的重要參考資料。

作譯者

作者: 韓雁

韓雁，教授、博士生導師，浙江大學信息學院微電子所副所長，浙江大學—美國UCF大學ESD聯合實驗室常務副主任。長期以來從事微電子學領域的教學和研究工作，主要從事積體電路的設計與製造理論研究，在數字積體電路、模擬積體電路以及數模混合積體電路的設計方面，特別是在高壓大功率積體電路設計與製造方面，經驗豐富；在積體電路晶片級ESD防護設計方面以及其他專用積體電路晶片設計方面，申報有多項發明專利。先後承擔國家863積體電路設計重大專項項目(2項)、浙江省自然科學基金項目、上海市政府PDC項目.. << 查看詳細

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目錄

《半導體器件tcad設計與套用》

第1章 半導體工藝及器件仿真工具sentaurus tcad1

1.1 集成工藝仿真系統 sentaurus process1

1.1.1 sentaurus process工藝仿真工具簡介1

1.1.2 sentaurus process基本命令介紹1

1.1.3 sentaurus process 中的小尺寸模型4

1.1.4 sentaurus process仿真實例5

1.2 器件結構編輯工具sentaurus structure editor9

1.2.1 sentaurus structure editor（sde）器件結構編輯工具簡介9

1.2.2 完成從sentaurus process到sentaurus device的接口轉換10

1.2.3 創建三維結構13

1.3 器件仿真工具sentaurus device18

1.3.1 sentaurus device器件仿真工具簡介18

1.3.2 sentaurus device主要物理模型18

1.3.3 sentaurus device仿真實例21

1.4 積體電路虛擬製造系統sentaurus workbench簡介25

1.4.1 sentaurus workbench（swb）簡介25

1.4.2 創建和運行仿真項目25

參考文獻28

第2章 工藝仿真工具tsuprem-4及器件仿真工具medici29

.2.1 tsuprem-4的工藝模型介紹29

2.1.1 擴散模型29

2.1.2 離子注入模型30

2.1.3 氧化模型31

2.1.4 刻蝕模型32

2.2 tsuprem-4基本命令介紹32

2.2.1 符號及變數說明32

2.2.2 命令類型33

2.2.3 常用命令的基本格式與用法33

2.3 雙極電晶體結構的一維仿真示例48

2.3.1 tsuprem-4輸入檔案的順序48

2.3.2 初始有源區仿真49

2.3.3 格線生成49

2.3.4 模型選擇50

2.3.5 工藝步驟50

2.3.6 保存結構51

2.3.7 繪製結果51

2.3.8 列印層信息52

2.3.9 完成有源區仿真53

2.3.10 最終結果54

2.4 半導體器件仿真工具medici簡介55

2.4.1 medici的特性55

2.4.2 medici的使用56

2.4.3 medici的語法概覽57

2.5 medici實例1——nldmos器件仿真59

2.6 medici實例2——npn三極體仿真64

參考文獻71

第3章 工藝及器件仿真工具silvaco-tcad72

3.1 使用athena的nmos工藝仿真72

3.1.1 概述72

3.1.2 創建一個初始結構72

3.1.3 定義初始襯底74

3.1.4 運行athena並且繪圖74

3.1.5 柵極氧化76

3.1.6 提取柵極氧化層的厚度77

3.1.7 柵氧厚度的最最佳化77

3.1.8 完成離子注入80

3.1.9 在tonyplot中分析硼摻雜特性81

3.1.10 多晶矽柵的澱積82

3.1.11 簡單幾何刻蝕84

3.1.12 多晶矽氧化85

3.1.13 多晶矽摻雜85

3.1.14 隔離氧化層澱積87

3.1.15 側牆氧化隔離的形成87

3.1.16 源/漏極注入和退火88

3.1.17 金屬的澱積90

3.1.18 獲取器件參數92

3.1.19 半個nmos結構的鏡像93

3.1.20 電極的確定93

3.1.21 保存athena結構檔案94

3.2 使用atlas的nmos器件仿真95

3.2.1 atlas概述95

3.2.2 nmos結構的atlas仿真96

3.2.3 創建atlas輸入文檔96

3.2.4 模型命令組97

3.2.5 數字求解方法命令組98

3.2.6 解決方案命令組99

參考文獻106

第4章 工藝及器件仿真工具ise-tcad107

4.1 工藝仿真工具dios107

4.1.1 關於dios107

4.1.2 各種命令說明108

4.1.3 實例說明112

4.2 器件描述工具mdraw117

4.2.1 關於mdraw117

4.2.2 mdraw的邊界編輯118

4.2.3 摻雜和最佳化編輯129

4.2.4 mdraw軟體基本使用流程134

4.3 器件仿真工具dessis138

4.3.1 關於dessis138

4.3.2 設計實例140

4.3.3 主要模型簡介146

4.3.4 小信號ac分析151

參考文獻153

第5章 工藝仿真工具（dios）的最佳化使用154

5.1 格線定義154

5.2 工藝流程模擬156

5.2.1 澱積157

5.2.2 刻蝕158

5.2.3 離子注入159

5.2.4 氧化162

5.2.5 擴散165

5.3 結構操作及保存輸出165

參考文獻166

第6章 器件仿真工具（dessis）的模型

分析167

6.1 傳輸方程模型167

6.2 能帶模型168

6.3 遷移率模型170

6.3.1 晶格散射引起的遷移率退化170

6.3.2 電離雜質散射引起的遷移率退化170

6.3.3 載流子間散射引起的遷移率退化172

6.3.4 高場飽和引起的遷移率退化173

6.3.5 表面散射引起的遷移率退化174

6.4 雪崩離化模型174

6.5 複合模型176

參考文獻177

第7章 tcad設計工具、仿真流程及esd器件的性能評估178

7.1 esd防護設計要求及tcad輔助設計的必要性178

7.2 工藝和器件tcad仿真軟體的發展歷程180

7.3 工藝和器件仿真的基本流程180

7.4 tsuprem-4/medici的仿真示例182

7.4.1 半導體工藝級仿真流程182

7.4.2 從工藝級仿真向器件級仿真的過渡流程185

7.4.3 半導體器件級仿真的流程187

7.5 利用瞬態仿真對esd綜合性能的定性評估188

7.5.1 tcad評估基本設定189

7.5.2 有效性評估189

7.5.3 敏捷性評估189

7.5.4 魯棒性評估190

7.5.5 透明性評估193

7.5.6 esd總體評估194

參考文獻194

第8章 esd防護器件關鍵參數的仿真196

8.1 esd仿真中的物理模型選擇196

8.2 熱邊界條件的設定199

8.3 esd器件仿真中收斂性問題解決方案200

8.4 模型參數對關鍵性能參數仿真結果的影響204

8.5 二次擊穿電流的仿真207

8.5.1 現有方法局限性207

8.5.2 單脈衝tlp波形瞬態仿真方法介紹208

8.5.3 多脈衝tlp波形仿真介紹209

參考文獻211

第9章 vdmosfet的設計及仿真驗證212

9.1 vdmosfet概述212

9.2 vdmosfet元胞設計213

9.2.1 結構參數及工藝參數213

9.2.2 工藝流程213

9.2.3 工藝仿真214

9.2.4 器件仿真220

9.2.5 器件最佳化229

9.3 vdmosfet終端結構的設計232

9.3.1 結構參數設計232

9.3.2 工藝仿真232

9.3.3 器件仿真237

9.3.4 參數最佳化239

9.4 vdmosfet esd防護結構設計240

9.4.1 esd現象概述240

9.4.2 vdmosfet中的esd結構設計241

9.4.3 esd防護結構的參數仿真242

參考文獻248

第10章 igbt的設計及仿真驗證250

10.1 igbt結構簡介250

10.2 igbt元胞結構設計251

10.2.1 igbt的正向壓降設計251

10.2.2 igbt的正向阻斷電壓的設計252

10.2.3 元胞幾何圖形的考慮253

10.2.4 igbt元胞仿真實例253

10.3 高壓終端結構的設計258

10.3.1 高壓終端結構介紹258

10.3.2 高壓終端結構的仿真260

10.4 igbt工藝流程設計265

10.4.1 使用材料的選擇265

10.4.2 工藝參數及工藝流程266

參考文獻276