1、1 1半导体工艺和器件模拟半导体工艺和器件模拟2 2.本课程主要研究内容：本课程主要研究内容：l 半导体半导体工艺模拟工艺模拟在计算机辅助下，运用数学模型对具体工艺进行模拟的过程。在计算机辅助下，运用数学模型对具体工艺进行模拟的过程。l 半导体半导体器件模拟器件模拟通过工艺模拟得出的杂质分布结果通过工艺模拟得出的杂质分布结果,并施加一定的偏压，对并施加一定的偏压，对所制造器件的电学性质进行分析和研究。所制造器件的电学性质进行分析和研究。l 课程重点：工艺流程描述语句，器件的工艺实现，器件几课程重点：工艺流程描述语句，器件的工艺实现，器件几 何结构及掺杂，电学特性仿真，器件的参数提取，何结构及掺
2、杂，电学特性仿真，器件的参数提取，ICIC电路仿真所用器件模型参数提取。电路仿真所用器件模型参数提取。2半导体工艺和器件模拟半导体工艺和器件模拟3.3.半导体仿真器半导体仿真器仿真实质上是通过仿真实质上是通过仿真器仿真器来实现的。一般仿真器实质上等于来实现的。一般仿真器实质上等于输入接口输入接口+模型库模型库+算法算法+输出接口输出接口,核心部分是模型库的建核心部分是模型库的建立，其中精度、处理速度需要通过算法来调节。一个半导体立，其中精度、处理速度需要通过算法来调节。一个半导体仿真器功能是否强大，就是看模型库是否强大。仿真器功能是否强大，就是看模型库是否强大。半导体工艺、半导体物理、部分集成
3、电路半导体工艺、半导体物理、部分集成电路理论不仅是学习这不仅是学习这门功课所需要的前期基础知识，也同样是开发仿真软件中最门功课所需要的前期基础知识，也同样是开发仿真软件中最需要的理论基础。需要的理论基础。所以仿真器是随着对半导体理论的探索和对实验数据的累计所以仿真器是随着对半导体理论的探索和对实验数据的累计的发展而发展的。的发展而发展的。23半导体工艺和器件模拟半导体工艺和器件模拟4.4.仿真在整个学科中所处的位置和作用仿真在整个学科中所处的位置和作用位置位置：是基础理论知识和实际生产的链接点：是基础理论知识和实际生产的链接点作用作用：l 一方面充分认识半导体物理、半导体器件物理等理论基础一方
4、面充分认识半导体物理、半导体器件物理等理论基础知识在半导体工业中的实际应用。加强理论教学的效果。知识在半导体工业中的实际应用。加强理论教学的效果。l 仿真也可以部分取代了耗费成本的投片实验，可降低成本，仿真也可以部分取代了耗费成本的投片实验，可降低成本，缩短开发周期和提高成品率。即仿真可虚拟生产并指导实际缩短开发周期和提高成品率。即仿真可虚拟生产并指导实际生产。生产。34半导体工艺和器件模拟半导体工艺和器件模拟工艺仿真：工艺仿真：可实现离子注入、氧化、刻蚀、光刻等工艺过程的模拟。可可实现离子注入、氧化、刻蚀、光刻等工艺过程的模拟。可用于设计新工艺，改良旧工艺。用于设计新工艺，改良旧工艺。器件仿
5、真：器件仿真：可以实现电学特性仿真，电学参数提取。可以实现电学特性仿真，电学参数提取。可用于设计新型器件，改良旧结构器件，验证器件的电学特可用于设计新型器件，改良旧结构器件，验证器件的电学特性。如性。如MOSMOS晶体管，二极管，双极性晶体管等。或建立简约晶体管，二极管，双极性晶体管等。或建立简约模型以用于电路仿真。模型以用于电路仿真。提取器件参数，45半导体工艺和器件模拟半导体工艺和器件模拟4.4.该课程需要哪些基础知识该课程需要哪些基础知识l 半导体物理学半导体物理学 l 半导体器件物理半导体器件物理l MOSMOS、BJTBJT、DiodeDiode、功率器件等集成电路工艺技术、功率器件
6、等集成电路工艺技术l 简单的电路基础知识简单的电路基础知识56半导体工艺和器件模拟半导体工艺和器件模拟5.5.学到什么程度？学到什么程度？掌握模拟仿真软件的使用，对半导体工艺、器件进行模拟和掌握模拟仿真软件的使用，对半导体工艺、器件进行模拟和分析。具体包括分析。具体包括 ：1.1.复习现有以硅为主的超大规模集成电路工艺技术。学习工复习现有以硅为主的超大规模集成电路工艺技术。学习工艺仿真软件的使用方法（氧化、扩散、离子注入、淀积、艺仿真软件的使用方法（氧化、扩散、离子注入、淀积、刻蚀、光刻等工艺流程描述语句）刻蚀、光刻等工艺流程描述语句）67半导体工艺和器件模拟半导体工艺和器件模拟2 2）熟悉并
7、学会使用器件仿真软件）熟悉并学会使用器件仿真软件:（1 1）学习如何用仿真语句编写器件的结构特征信息）学习如何用仿真语句编写器件的结构特征信息 （2 2）学习如何使用）学习如何使用DessisDessis器件仿真器进行电学特性仿真器件仿真器进行电学特性仿真 （3 3）利用工艺器件仿真软件）利用工艺器件仿真软件DiosDios，培养和锻炼工艺流程设，培养和锻炼工艺流程设 计，新器件的工艺流程设计和新器件开发等方面的技计，新器件的工艺流程设计和新器件开发等方面的技 能。能。78半导体工艺和器件模拟半导体工艺和器件模拟常用工艺和器件模拟软件：常用工艺和器件模拟软件：TsupremIV+Medici,
8、SilVACO,ISE_TCAD（10.0版本）版本）其中主要商用软件有两个：其中主要商用软件有两个：Silvaco,Sentaurus_TCAD(ISE_TCAD的升级版，是的升级版，是synopsys收购了收购了ISE后整合的产后整合的产品品)该课程重点介绍软件使用方法，学习工艺和器件模拟流程，该课程重点介绍软件使用方法，学习工艺和器件模拟流程，算法的研究不是重点。算法的研究不是重点。89 9半导体工艺和器件模拟半导体工艺和器件模拟l 首先结合半导体器件制造的基本工艺，介绍首先结合半导体器件制造的基本工艺，介绍ISE_TCAD平平台工艺仿真指令：台工艺仿真指令：半导体工艺模块称为半导体工艺
9、模块称为DIOS,首先需要编写一个文件，其扩展首先需要编写一个文件，其扩展名必须为名必须为*_dio.cmd.例如：例如：PN_dio.cmd下面结合半导体器件制备的主要工艺讲解文件中的指令用法。下面结合半导体器件制备的主要工艺讲解文件中的指令用法。几乎所有器件制备工艺都是这些工艺步骤的反复应用。几乎所有器件制备工艺都是这些工艺步骤的反复应用。四个最基本的工艺步骤包括增层、光刻、掺杂、热处理四个最基本的工艺步骤包括增层、光刻、掺杂、热处理1010半导体工艺和器件模拟半导体工艺和器件模拟1.衬底的准备：衬底的准备：衬底的基本参数衬底的基本参数 衬底（类型、掺杂浓度、晶向）衬底（类型、掺杂浓度、晶
10、向）Substrate(element=P,Concentration=5e15,orientation=100)ElementElement不用不用P P型型N N型，而用具体掺杂的杂质。型，而用具体掺杂的杂质。2.2.增层：指在晶圆表面形成薄膜的加工工艺，主要包括：增层：指在晶圆表面形成薄膜的加工工艺，主要包括：l 氧化：在氧化：在DIOSDIOS中所有的高温工艺均用中所有的高温工艺均用DiffusionDiffusion来表示来表示氧化的基本参数氧化的基本参数 氧化（时间，温度，加入的气体）氧化（时间，温度，加入的气体）Diffusion(time=10min,temper=900deg
11、,atmosphere=O2)Diffusion(time=10min,temper=900deg,atmosphere=O2)其他的高温过程，例如其他的高温过程，例如Hcl,H2O,H2O2,N2,Epitaxy,prebake,Hcl,H2O,H2O2,N2,Epitaxy,prebake,mixture,mixture,均采用均采用DiffusionDiffusion语句作为字头。语句作为字头。1111半导体工艺和器件模拟半导体工艺和器件模拟l 淀积：淀积：物理方法：物理方法：蒸发（热蒸发，电子束蒸发），溅射。蒸发（热蒸发，电子束蒸发），溅射。化学方法：化学气相沉积（化学方法：化学气相沉
12、积（CVD)描述淀积的基本语句：描述淀积的基本语句：淀积（材料，厚度（或时间及沉积速率），类型）淀积（材料，厚度（或时间及沉积速率），类型）类型包括各行同性、各向异性、填充式类型包括各行同性、各向异性、填充式,缺省指各向同性。缺省指各向同性。Deposit（material=oxide,Thick=100nm)Deposit（material=ox,Thick=0.2um,Dtype=Fill,YFill=0.5)1212半导体工艺和器件模拟半导体工艺和器件模拟3.光刻：通过一系列步骤，将晶园表面薄膜的特定部分去除。光刻：通过一系列步骤，将晶园表面薄膜的特定部分去除。光刻后，晶圆表面会留下微结
13、构图形。该步骤是四个工艺光刻后，晶圆表面会留下微结构图形。该步骤是四个工艺步骤中最重要的，它确定器件的关键尺寸。步骤中最重要的，它确定器件的关键尺寸。在在DIOS中，光刻分两个步骤实现：中，光刻分两个步骤实现：1）涂胶，腐蚀光刻胶的步骤忽略。）涂胶，腐蚀光刻胶的步骤忽略。基本参数（材料，厚度，范围）基本参数（材料，厚度，范围）Mask(material=resist,thick=1um,x(-4,-2,-1.5,4)除涂胶用除涂胶用Mask命令以外，还可做其他材料的掩膜命令以外，还可做其他材料的掩膜.例如：例如：Mask(material=Nitride,Thick=1um）Mask(mate
14、rial=Poly,Thick=1um)1313半导体工艺和器件模拟半导体工艺和器件模拟2)刻蚀：刻蚀：主要参数（刻蚀材料，刻蚀厚度（刻蚀速率），各向同性和主要参数（刻蚀材料，刻蚀厚度（刻蚀速率），各向同性和 各向异性）各向异性）根据需要，一般有根据需要，一般有三种三种刻蚀模式：刻蚀模式：（a）等厚度刻蚀法：）等厚度刻蚀法：Etching(material=ox,remove=0.01,over=20)over为过刻蚀率的定义，它主要是在硅片表面不平整时能为过刻蚀率的定义，它主要是在硅片表面不平整时能保证将指定材料刻蚀完全，避免残留物对后续仿真的影响。保证将指定材料刻蚀完全，避免残留物对后续仿
15、真的影响。缺省值为缺省值为10%。1414半导体工艺和器件模拟半导体工艺和器件模拟(b)接触终止法刻蚀：去掉某一种材料，直到另外一种指定接触终止法刻蚀：去掉某一种材料，直到另外一种指定材料暴露到空气中才停止刻蚀。材料暴露到空气中才停止刻蚀。Etching(material=ox,stop=Sigas,over=5)（c)刻蚀速率控制法刻蚀速率控制法:可控制各向同性和各向异性速率。可控制各向同性和各向异性速率。Etching(material=ox,remove=0.01,Rate(isotropic=,A0=,A1=,A2=,A3=)可通过调整可通过调整A1,A2,A3,A0的值刻出任意形状，
16、的值刻出任意形状，A0A3可正可可正可负。在刻蚀侧墙的时候，可以通过调整负。在刻蚀侧墙的时候，可以通过调整Isotropic和和A1的大的大小来调整侧墙保留保留厚度，比值越大，侧墙越薄，如果只小来调整侧墙保留保留厚度，比值越大，侧墙越薄，如果只定义定义isotropic则为各向同性，只定义则为各向同性，只定义A1表示垂直刻蚀。表示垂直刻蚀。1515半导体工艺和器件模拟半导体工艺和器件模拟如果如果EtchingEtching（）括号中只有一种材料被指定，没有刻蚀速（）括号中只有一种材料被指定，没有刻蚀速率，则这种材料所有与空气接触部分都被去掉了。率，则这种材料所有与空气接触部分都被去掉了。例如：
17、例如：Etching(Material=Ox),Etching(Material=Ox),所有暴露到空气中的所有暴露到空气中的SiO2SiO2都都将去掉。将去掉。如果材料和刻蚀速率都不写，而且只有一种材料与空气接触如果材料和刻蚀速率都不写，而且只有一种材料与空气接触的话，这种材料会被腐蚀掉，如果只有光刻胶与大气接触，的话，这种材料会被腐蚀掉，如果只有光刻胶与大气接触，则光刻胶被去掉了。例如：则光刻胶被去掉了。例如：Etching()Etching()1616半导体工艺和器件模拟半导体工艺和器件模拟4 4.掺杂掺杂 主要包括两种主要包括两种1 1）热扩散）热扩散在扩散过程中横向扩散约占纵向扩散的
18、在扩散过程中横向扩散约占纵向扩散的757585%85%，扩散主要包，扩散主要包括杂质预沉积和再分布（推进氧化），推进工艺的温度高于括杂质预沉积和再分布（推进氧化），推进工艺的温度高于预沉积的温度。预沉积的温度。硅的氧化需从表面开始消耗硅，表层的杂质怎样变化？由杂硅的氧化需从表面开始消耗硅，表层的杂质怎样变化？由杂质导电类型确定。如果是质导电类型确定。如果是N N型掺杂，则发生所谓的堆积效型掺杂，则发生所谓的堆积效应，当氧化硅的界面提升到表面的时候，应，当氧化硅的界面提升到表面的时候，N N型杂质会向硅中型杂质会向硅中分流，此效应增加了硅的新表层中的杂质数量。如果杂质为分流，此效应增加了硅的新表
19、层中的杂质数量。如果杂质为P P型的硼，会发生相反的效应。硼原子更容易溶于氧化层。型的硼，会发生相反的效应。硼原子更容易溶于氧化层。SiO2SiO2吸硼排磷吸硼排磷1717半导体工艺和器件模拟半导体工艺和器件模拟在小尺寸器件的掺杂时，热扩散存在以下问题：在小尺寸器件的掺杂时，热扩散存在以下问题：l 横向扩散：每次遇到高温都会发生横向扩散，则器件设计时横向扩散：每次遇到高温都会发生横向扩散，则器件设计时必须留出足够的距离。导致增加管芯面积必须留出足够的距离。导致增加管芯面积l 超浅结超浅结l 低杂质掺杂控制困难低杂质掺杂控制困难 高效率高效率MOSMOS管要求栅区的掺杂浓度小于管要求栅区的掺杂浓
20、度小于1E15/cm3,1E15/cm3,扩散工艺不容易控制浓度。源漏区的浅结也很难控扩散工艺不容易控制浓度。源漏区的浅结也很难控制。制。l 表面易污染表面易污染l 易产生位错易产生位错1818半导体工艺模拟半导体工艺模拟-DIOS离子注入离子注入:离子注入是一个物理过程离子注入是一个物理过程,克服了热扩散的许多缺点克服了热扩散的许多缺点:l 无横向扩散无横向扩散l 可在室温下进行可在室温下进行l 对杂质的位置和数量控制准确对杂质的位置和数量控制准确l 离子注入的掩膜不只采用离子注入的掩膜不只采用SiO2,SiO2,也可用也可用光刻胶光刻胶,Si3N4,Si3N4,金金属属AlAl等等.191
21、9半导体工艺模拟半导体工艺模拟-DIOS离子注入离子注入缺点缺点:l 离子注入产生晶格损伤离子注入产生晶格损伤l 需要激活掺入的杂质需要激活掺入的杂质 修复晶格损伤和电激活可通过加热来实现，称为修复晶格损伤和电激活可通过加热来实现，称为退火退火.退火的温度要低于扩散的温度退火的温度要低于扩散的温度,防止横向扩散防止横向扩散.退火通常在退火通常在6001000C.l 离子注入产生表面沟道效应离子注入产生表面沟道效应.晶圆主要晶轴对准离子束流入射方向时晶圆主要晶轴对准离子束流入射方向时,离子可沿沟道深离子可沿沟道深入入,达到预计的达到预计的1010倍倍.这可通过晶圆方向扭转来控制这可通过晶圆方向扭
22、转来控制,一般将晶圆的取向偏移一般将晶圆的取向偏移372020半导体工艺模拟半导体工艺模拟-DIOSDIOSDIOS软件中没有预沉积命令，因此在软件中没有预沉积命令，因此在DIOSDIOS软件中实现掺杂均软件中实现掺杂均采用离子注入命令。采用离子注入命令。离子注入离子注入DIOSDIOS语句语句:l Implantation(Element=As,Dose=5e14,Energy=50keV,tilt=0,Rotation=-90)剂量单位的缺省值为剂量单位的缺省值为cmcm-2-2能量单位的缺省值是能量单位的缺省值是KeVKeVTilt Tilt 表示晶圆的倾角表示晶圆的倾角Rotation
23、Rotation表示晶圆的旋转角表示晶圆的旋转角2121半导体工艺模拟半导体工艺模拟-DIOSl 当有当有tilt倾角时倾角时,一般采取多次注入模式一般采取多次注入模式:定义定义Numsplits参量来设置旋转的次数参量来设置旋转的次数.每次旋转角度为每次旋转角度为360/Numsplits.l 每次注入的剂量为总剂量的每次注入的剂量为总剂量的1/Numsplits,每次注入的能量、每次注入的能量、倾角、离子成分不变。倾角、离子成分不变。l 离子注入的下一步，一般要跟着退火命令。离子注入的下一步，一般要跟着退火命令。Diffusion(time=10min,temperature=1000C)
24、2222半导体工艺模拟半导体工艺模拟-DIOS5.热处理热处理1.1.离子注入后有一步重要的热处理。掺杂原子的注入所造离子注入后有一步重要的热处理。掺杂原子的注入所造成的晶格损伤会被热处理修复，称为退火。成的晶格损伤会被热处理修复，称为退火。2.2.金属导线在晶圆上制成后，为确保良好的导电性，金属金属导线在晶圆上制成后，为确保良好的导电性，金属会在会在450450C C左右热处理，使其与晶圆表面紧密熔合。左右热处理，使其与晶圆表面紧密熔合。3.3.通过热处理，还可使晶圆表面的光刻胶溶剂蒸发掉，得通过热处理，还可使晶圆表面的光刻胶溶剂蒸发掉，得到精确图形。到精确图形。2323半导体工艺模拟半导体
25、工艺模拟-DIOS一、一、DIOSDIOS软件介绍软件介绍：l DIOS is a multidimensional process simulator for semiconductor devices.l It simulates complete fabrication sequences including etching and deposition,ion implantation,and diffusion and oxidation with identical models in one dimension and two dimensions.l Some of its c
26、apabilities are available in three dimensions.2424半导体工艺模拟半导体工艺模拟-DIOSl Very efficient nonlinear and linear solvers allow for the simulation of very complicated structures where10000 to 100，000 grid points can be handled.l DIOS has been applied to a wide variety of technologies such as VLSI CMOS,powe
27、r devices,and advanced SOI processes in leading semiconductor companies.主流主流2525半导体工艺模拟半导体工艺模拟-DIOSl A high level of control is achieved through the interactive visualization during the simulation of individual process steps.DIOS can also be used with the multidimensional device simulator DESSIS and
28、 with GENESISe in computer experiments designed to run and optimize complete simulation flows.2626半导体工艺模拟半导体工艺模拟-DIOS1.1.1 Starting DIOSDIOS can be run in an interactive mode or with a command file as input.1.DIOS is used interactively.A whole process flow can be simulated by Entering commands line-
29、by-line.For interactive use,DIOS is started by typing the command Dios in a command window:Dios2727半导体工艺模拟半导体工艺模拟-DIOS2.Command file inputl Rather than entering the DIOS commands line-by-line,the required sequence of commands can be saved to a file.l A command file can be written entirely by the use
30、r To save time and reduce syntax errors,it is recommended to either copy and edit an example command file from the Examples Library.2828半导体工艺模拟半导体工艺模拟-DIOSl If a command file has been prepared,DIOS can be run by using the command:Dios The command file name has the extension _dio.cmd2929半导体工艺模拟半导体工艺模
31、拟-DIOS1.1.2 Protocol file outputl A protocol file with the extension.log is automatically created whenever DIOS is run from a command.l When DIOS is run from a command file.cmd,the output file is named.log3030DIOS命令文件命令文件-二极管工艺流程二极管工艺流程 Title(pn example)该命令总是出现在该命令总是出现在DIOSDIOS最开始，对仿真进行初始化，括号中最开始，对仿
32、真进行初始化，括号中是将图形窗口命名。是将图形窗口命名。Grid(X(-4,4)Y(-3,0),Nx=8)该命令紧跟该命令紧跟TitleTitle命令，用来初始定义器件网格结构（称为命令，用来初始定义器件网格结构（称为用户定义网格），包括器件的横向和纵向范围。用户定义网格），包括器件的横向和纵向范围。NxNx定义网格定义网格x x方向是由方向是由8 8个三角形构成。个三角形构成。3131DIOS命令文件命令文件-二极管工艺流程二极管工艺流程 Substrate(element=P,concentration=5e15,orientation=100)定义硅衬底的晶向和掺杂类型，杂质浓度定义硅衬
33、底的晶向和掺杂类型，杂质浓度 Graphic(triangle=on,plot)仿真的可视化，显示三角形网格仿真的可视化，显示三角形网格 Replace(Control(Ngra=8)图形动态更新，每图形动态更新，每8 8个时间步长更新一次图形个时间步长更新一次图形3232DIOS命令文件命令文件-二极管工艺流程二极管工艺流程 deposit(material=Ox,thickness=0.3)淀积方法淀积方法形成形成SiO2SiO2氧化层，厚度缺省值单位氧化层，厚度缺省值单位umum mask(material=resist,thick=800nm,x(-4,-2,-0.5,4)涂光刻胶，厚
34、度涂光刻胶，厚度0.8um,0.8um,并刻出窗口并刻出窗口 etching(material=Ox,stop=sigas,rate(aniso=100nm/min)刻蚀刻蚀SiO2,SiO2,速率速率100nm/min100nm/min3333DIOS命令文件命令文件-二极管工艺流程二极管工艺流程 Implant(Element=B,dose=2.e15,energy=80keV,tilt=0)形成形成p p区区 etching(material=resist,rate(aniso=100)去光刻胶去光刻胶 Diffusion(time=20min,temperature=1000 atmo
35、sphere=N2)退火退火3434DIOS命令文件命令文件-二极管工艺流程二极管工艺流程 comment(Fabrication of electrode)每一步工艺之前，加注释，图形会以此为标题每一步工艺之前，加注释，图形会以此为标题 deposit(material=Al,thickness=0.2)形成电极形成电极 mask(material=resist,thickness=800nm,x(-2,-0.5)刻蚀电极图形前，需要涂光刻胶刻蚀电极图形前，需要涂光刻胶 etching(remove=0.2,material=Al,rate(aniso=100)刻铝刻铝 etching(ma
36、terial=resist,rate(aniso=100)去光刻胶去光刻胶3535DIOS命令文件命令文件-二极管工艺流程二极管工艺流程 1D(file=pside,Xsection(-1.0),species(Ptotal,Btotal,netactive),fac=-1,append=on)保存一维横截面的杂质浓度数据文件，将杂质浓度保存为保存一维横截面的杂质浓度数据文件，将杂质浓度保存为深度的函数，深度的函数，speciesspecies列出选择的变量，列出选择的变量，facfac坐标尺度变换坐标尺度变换因子，因子，append on append on 数据填加到存在的文件中。数据填加
37、到存在的文件中。1D(file=nside,Xsection(2.0),species(Ptotal),fac=-1,append=on)另一个横截面数据另一个横截面数据3636DIOS命令文件命令文件-二极管工艺流程二极管工艺流程 save(file=diode)将文件保存成将文件保存成diode_dio.grd.gzdiode_dio.grd.gz文件格式文件格式 save(file=diode,type=MDRAW,synonyms(Al=metal)将文件保存成将文件保存成MDRAWMDRAW识别的形式，识别的形式，synonymssynonyms，将，将AlAl看成是看成是金属。该命
38、令用来保存器件的最终结构，在金属。该命令用来保存器件的最终结构，在savesave命令执行命令执行后，文件可以用后，文件可以用DESSISDESSIS载入进行电学特性仿真。载入进行电学特性仿真。3737DIOS命令文件命令文件-二极管工艺流程二极管工艺流程contacts(contact1(name=anode,-2,-0.5)contact2(name=cathode,location=bottom)定义电极及其位置定义电极及其位置MinElementWidth=0.02,MaxElementWidth=0.1MinElementHeight=0.02,MaxElementHeight=0.
39、1)用于接下来进行用于接下来进行MDRAWMDRAW处理处理 定义网格的综合优化标准定义网格的综合优化标准(缺缺省值）省值）End DIOS DIOS文档必须以此为结尾。文档必须以此为结尾。3838DIOS命令文件命令文件强调强调1.沉积金属电极的步骤简化沉积金属电极的步骤简化 将将deposit(material=Al,thickness=0.2)mask(material=resist,thickness=800nm,x(-2,-0.5)etching(remove=0.2,material=Al,rate(aniso=100)etching(material=resist,rate(an
40、iso=100)可用一个步骤代替可用一个步骤代替：mask(material=Al,thickness=0.2,x(-2,-0.5)3939DIOS命令文件命令文件2.save(file=diode,type=MDRAW,synonyms(Al=metal)生成两个文件生成两个文件 diode_mdr.bnd diode_mdr.cmd前一个文件：有关区域边界描述前一个文件：有关区域边界描述后一个文件：包含后一个文件：包含MDRAW可识别命令参数可识别命令参数作为作为MDRAW的输入文件。的输入文件。Synonyms(Al=metal),synonyms同义词，将同义词，将Al看成是金看成是金
41、属，计算时，在这个区域不加网格，该区域不再有材料属属，计算时，在这个区域不加网格，该区域不再有材料属性，成为边界。性，成为边界。4040DIOS命令文件命令文件4.查看查看DIOSDIOS输出文件输出文件 .log.log文件名指文件名指DIOSDIOS文件的主文件名文件的主文件名模拟过程均在此文件中，可以查看。模拟过程均在此文件中，可以查看。4141DIOS命令文件命令文件5.Linux系统下拷贝文件操作系统下拷贝文件操作l 插入优盘或移动硬盘插入优盘或移动硬盘l 进入进入root 根目录根目录,用户名：用户名：root,密码：密码：mylovel 查看磁盘分区：查看磁盘分区：fdisk l
42、 会显示硬盘和移动盘的分区情况会显示硬盘和移动盘的分区情况l 建建usb目录：目录：mkdir P /mnt/usbl 挂载：挂载：mount -t vfat /dev/sda(sdb)/mnt/usb二、二、Ligament操作流程操作流程4242DIOS-Ligament操作命令操作命令1.GENESISe 点点OK2.点点Project 点点new 选择选择 New project3.保存保存 save as,起个名字：例如起个名字：例如/home/ise/1,点点OK4.右键点击右键点击No tool图标，点图标，点Add5.从从Tool中选择中选择 dios 双击，弹出对话框，一定要
43、选中双击，弹出对话框，一定要选中use Ligament,点点ok,再点再点ok6.右键点击右键点击Dios图标，选择图标，选择Edit input Ligament Flow7.选择最上面第二列选择最上面第二列“Edit”,点点 Add Process Header.其作其作用就是首先用就是首先 生成一个模拟文件的框架。你会发现左面窗生成一个模拟文件的框架。你会发现左面窗口多了口多了3项：项：4343DIOS-Ligament操作命令操作命令4444DIOS-Ligament操作命令操作命令第第1项：项：environment:对模拟系统进行环境描述。对模拟系统进行环境描述。鼠标点鼠标点en
44、vironment,弹出以下界面：弹出以下界面：4545DIOS-Ligament操作命令操作命令必须要修改的是必须要修改的是其中的其中的3项项Title:起个名字。起个名字。simulator：要用的工艺模拟工具名称，：要用的工艺模拟工具名称，ligment就是个界面就是个界面化的输入文件编辑器，针对不同的工具要选择不同的模式，化的输入文件编辑器，针对不同的工具要选择不同的模式，现在选择现在选择dios，点击，点击ok.region：是模拟的一个范围，在：是模拟的一个范围，在2D模拟中就是一个线段，模拟中就是一个线段，该线段就是对你要模拟的部分的切口。比如选择该线段就是对你要模拟的部分的切口
45、。比如选择0 0 8 04646DIOS-Ligament操作命令操作命令第第2项项:衬底特性设置衬底特性设置4747DIOS-Ligament操作命令操作命令从图中特性输入框中可看出，衬底的特性包括：衬底的晶从图中特性输入框中可看出，衬底的特性包括：衬底的晶向，掺杂类型，掺杂浓度和电阻率，可根据实际情况填写，向，掺杂类型，掺杂浓度和电阻率，可根据实际情况填写，例如，例如，dopant从菜单中选择硼，浓度从菜单中选择硼，浓度5e14，晶向，晶向100。第第3项项:comment，该部分就是对所模拟项目的一个说明。，该部分就是对所模拟项目的一个说明。把这三项填写完之后就开始具体工艺流程，方法是从
46、把这三项填写完之后就开始具体工艺流程，方法是从Ligment右下角的右下角的process栏中拽取相应的图标到左面的流栏中拽取相应的图标到左面的流程表中程表中。4848DIOS-Ligament操作命令操作命令以以PN结二极管工艺流程为例：结二极管工艺流程为例：1.Deposit SiO2,从从ligment右下角的右下角的process栏中拽取栏中拽取deposit 到流程中到流程中.2.Pattern2d,不用不用MASK3.Etch SiO24.Implant5.Etch resist6.Anneal,不用不用diffusion7.Deposit Al8.Pattern2d 光刻胶掩膜版
47、光刻胶掩膜版49499.Etch Al10.Etch resist11.Insert:1D(file=nnode_implant,spec(netactive,Btotal),Xsection=4,append=on)12.Insert:1D(file=nnode_implant,spec(netactive,Ptotal),Xsection=7,append=on)13.Insert:Save(file=nnode,type=mdraw,synoyms(Al=metal)Contact(contact1(name=anode,3,5)contact2(name=cathode,locatio
48、n=bottom)DIOS-Ligament操作命令操作命令5050DIOS-Ligament操作命令操作命令最终工艺流程最终工艺流程5151DIOS-Ligament操作命令操作命令Environment5252DIOS-Ligament操作命令操作命令Substrate5353DIOS-Ligament操作命令操作命令Comment5454DIOS-Ligament操作命令操作命令Deposit5555DIOS-Ligament操作命令操作命令Pattern2dSegments 单位不要忘了，输入单位，用鼠标右键单位不要忘了，输入单位，用鼠标右键5656DIOS-Ligament操作命令操
49、作命令Etch SiO25757DIOS-Ligament操作命令操作命令Implant5858DIOS-Ligament操作命令操作命令Etch resist5959DIOS-Ligament操作命令操作命令Anneal6060DIOS-Ligament操作命令操作命令Deposit Al6161DIOS-Ligament操作命令操作命令Pattern2d6262DIOS-Ligament操作命令操作命令Etch Al6363DIOS-Ligament操作命令操作命令Etch resist6464DIOS-Ligament操作命令操作命令Insert:在在dios名下输入：名下输入：1D(f
50、ile=nnode_implant1,spec(netactive,Btotal),Xsection=4,append=on)Insert:1D(file=nnode_implant2,spec(netactive,Ptotal),Xsection=7,append=on)6565DIOS-Ligament操作命令操作命令Insert:Save(file=nnode,type=mdraw,synonyms(Al=metal)Contact(contact1(name=anode,3,5)Contact2(name=cathode,location=bottom)）)6666DIOS-Ligam
