Silvaco TCAD 工艺仿真3

SilvacoTCAD工艺仿真（三）Tangshaohua,SCU04:451Silvaco学习E-Mail:[e-mail]@qq.com上一讲知识回顾和本讲内容上一讲：介绍各个工艺的参数及其意义，举例说明（这些工艺有：离子注入，扩散，淀积，刻蚀，外延和抛光）这一讲内容介绍光刻的各个步骤的仿真工艺集成的概念04:452Silvaco学习光刻示意图04:45Silvaco学习3光学系统曝光（接近式）对于光刻仿真需要定义的有：光源（波长，强度），成像系统（透镜，滤波），掩膜结构，曝光，烘烤，显影依此即可大体确定光刻仿真的流程OPTOLITH模块OPTOLITH模块可对成像(imaging)，光阻曝光(exposure)，光阻烘烤（bake）和光阻显影（development）等工艺进行精确定义。OPTOLITH提供光阻的库及其光学性质和显影时的特性（这些可根据需要修改）。主要的小工艺步骤有：Mask,illumination,projection,filter,layout,image,expose,bake,develop04:45Silvaco学习4MASK命令MASK，导入掩膜，主要参数及说明如下：掩膜也可以由Maskviews编辑得到Layout命令可以描述掩膜特征04:45Silvaco学习5Maskviews04:45Silvaco学习6启动Maskviews：Maskviews的界面：LayoutLayout，描述掩膜版图的特征，参数及说明如下：04:45Silvaco学习7Layout的例子04:45Silvaco学习8goathenalayout…structureoutfile=mask1.strmasktonyplotmask1.strquitlayoutlay.clearx.lo=-2x.hi=2z.lo=-1z.hi=1layoutlay.clearx.circle=0z.circle=0\radius=.5layoutlay.clearx.circle=0z.circle=0\radius=.5ringwidth=.3layoutlay.clearx.tri=-0.4z.tri=-0.5\height=1width=1illumination命令illumination，设定基本的照明参数。主要参数及其说明如下：例句04:45Silvaco学习9Illuminationi.linex.tilt=0.1z.tilt=0.1intensity=1ProjectionProjection光学投影系统的定义参数只有na(光学投影系统的孔隙数)和flare(成像时出现的耀斑数)例句04:45Silvaco学习10Projectionna=.5flare=1FilterFilter定义发射孔(pupil)的类型和光源形状及其滤波特性。主要参数及其说明如下（illum.filter也类似）04:45Silvaco学习11Pupil.filterin.radius=0.1out.radius=0.2\phase=0transmit=0.1illum.filtergaussianradius=0.05angle=0\gamma=1sigma=0.3clear.fil例句：ImageImage(成像)，成像窗口定义04:45Silvaco学习12Imagewin.x.lo=-2win.x.hi=2win.z.lo=0win.z.hi=2dx=0gap=50例句：exposeExpose（曝光），主要参数及说明如下：04:45Silvaco学习13Exposedose=200num.refl=5all.matsExposez.crosscross.val=.1例句BakeBake定义对光阻的后曝光和后坚膜时的烘烤04:45Silvaco学习14Baketime=25temp=150reflowBaketime=10temp=150reflowdumpdump.prefix=bake例句developDevelop（显影），主要参数及说明如下：04:45Silvaco学习15Develop的例句04:45Silvaco学习16Developkimdump=1time=30steps=10Developmacktime=30steps=5substeps=30Rate.developname.resist=mye1.dill=1e2.dill=0.5e3.dil=0.003完整的光刻仿真04:45Silvaco学习17goathenasetlay_left=-0.5setlay_right=0.5illuminationg.lineillum.filterclear.filcirclesigma=0.38projectionna=.54pupil.filterclear.filcirclelayoutlay.clearx.lo=-2z.lo=-3x.hi=$lay_leftz.hi=3layoutx.lo=$lay_rightz.lo=-3x.hi=2z.hi=3imageclearwin.x.lo=-1win.z.lo=-0.5win.x.hi=1\win.z.hi=0.5dx=0.05one.dstructureoutfile=mask.strintensitymasktonyplotmask.strmask.str04:45Silvaco学习18linexloc=-2spac=0.05linexloc=0spac=0.05linexloc=2spac=0.05lineyloc=0spac=0.05lineyloc=2spac=0.2initsiliconorient=100c.boron=1e15two.ddepositnitridethick=0.035div=5depositname.resist=AZ1350Jthick=.8divisions=30rate.devname.resist=AZ1350Ji.linec.dill=0.018structureoutfile=preoptolith.strtonyplotpreoptolith.strexposedose=240.0num.refl=10baketime=30temp=100developkimtime=60steps=6substeps=24structureoutfile=optolith.strtonyplotoptolith.strPreoptolith.stroptolith.str工艺集成本质上只是单项工艺的整合一个器件的制作都需经过一系列复杂的过程不同类型的器件需要关注的重点不同如MOS的沟道和栅之间的界面特性ATLAS中有部分器件仿真的例子就是从工艺开始得到结构的，可供参考。要擅于使用优化工具04:45Silvaco学习19纵向视图：图例说明：P型衬底P型外延层N-WellP型有源层N型有源层栅氧化层接触金属GSDGSD剖面图：各光刻包括：N阱光刻P型有源层光刻N型有源层光刻栅氧光刻氧化隔离光刻(视工艺所需)金属电极光刻从版图看Al栅CMOS的制作流程04:4520Silvaco学习光刻版图案：（负胶，光致抗蚀，有金属图案处会被刻蚀掉）光刻加后续工艺处理后剖面结构图工艺说明：衬底处理和外延都不需要光刻制作N阱工艺步骤：1，氧化（掺杂掩蔽）2，光刻3，N-型掺杂N阱制作04:4521Silvaco学习光刻版图案：光刻加后续工艺处理后剖面结构图工艺说明：N型有源层光刻工艺步骤：1，氧化2，光刻3，N+掺杂N型有源层制作04:4522Silvaco学习光刻版图案：（负胶，光致抗蚀，有金属图案处会被刻蚀掉）光刻加后续工艺处理后剖面结构图工艺说明：栅氧氧化的光刻版图栅氧要覆盖一部分有源区工艺步骤：1，氧化2，光刻栅氧制作04:4523Silvaco学习GSDGSD光刻版图案：（负胶，光致抗蚀，有金属图案处会被刻蚀掉）光刻加后续工艺处理后剖面结构图工艺说明：金属电极制作工艺步骤：1，氧化2，光刻3，刻蚀SiO24，淀积金属铝5，CMPAl电极制作04:4524Silvaco学习GSDGSD光刻版图案（只有黑色的金属条，其他部分只是为了说明相对位置图案也可以灵活）工艺说明：隔离氧化层制作工艺步骤：1，氧化2，光刻3，刻蚀4，淀积氧化层5，CMP隔离氧化层制作光刻加后续工艺处理后剖面结构图04:4525Silvaco学习本讲希望大家体会的熟悉工艺仿真流程Set的使用写语法时注意养成好习惯适时地Tonyplot一下04:45Silvaco学习26谢谢！04:4527Silvaco学习交流时间04:4528Silvaco学习