SILVACO-TCAD下MOSFET工艺仿真与栅极氧化过程详解

本篇文章主要介绍了如何利用SILVACO公司的TCAD工具ATHENA进行栅极氧化结构的工艺仿真，并结合SpringBoot、MyBatis和Druid配置动态数据源的过程。SILVACO-TCAD是一款广泛应用于半导体器件设计和模拟的软件包，它提供了细致的工艺仿真功能，如MOSFET的制造步骤，包括沉积、刻蚀、氧化、扩散、退火和离子注入等。 在章节4.1中，作者首先展示了如何通过ATHENA进行NMOS工艺仿真，步骤包括创建良好的仿真网格，演示了如何设置非均匀网格以提高模拟精度。例如，用户需要定义初始直角网格，通过在0.6μm×0.8μm的区域创建非均匀网格，确保有源区（如晶体管的栅极）具有精细的分辨率。此外，还提到如何通过调用MeshDefine菜单来设定网格参数，如间距和方向。 在栅极氧化的具体操作中，用户需在Ambient栏选择Dry O2，调整气体压力和HCL浓度至3%，并在Comment栏标记为"Gate Oxidation"。氧化过程完成后，会生成一个新的历史文件，通过Plot和Plot Structure功能可以查看生成的栅极氧化结构，确认氧化层沉积在硅表面。 提取栅极氧化层厚度是通过ATHENA的Extract程序实现的，用户可以在Commands菜单中调用该功能，并自定义提取的名称（如"Gateoxide"），指定要提取的材料厚度。这一步骤有助于分析氧化处理过程中生成的氧化层的实际厚度。 同时，文章也提到了SpringBoot+MyBatis+Druid的配置，虽然这部分内容并未在工艺仿真部分详细展开，但可以推测这些技术可能用于管理模拟过程中的数据源，确保数据的动态管理和高效处理，可能是与设备建模或结果存储相关的后台系统配置。 总结起来，本文提供了一套完整的栅极氧化工艺仿真流程，并展示了如何将其与其他现代开发框架集成，以便于数据分析和管理。通过SILVACO-TCAD，工程师能够深入理解并优化半导体器件的制造过程。