硅道工艺仿真揭秘：Silvaco TCAD实战教程

仿真流程在电气机械工程中扮演着关键角色，尤其是在半导体器件和集成电路的设计与制造中。以Silvaco TCAD为例，这是一种广泛应用的计算机辅助设计（CAD）工具，它通过网格计算方法模拟复杂工艺过程。在进行仿真时，首先需要理解并定义网格系统，因为这直接影响到结果的精度和效率。 2.2 仿真流程 工艺仿真的第一步是定义衬底，这涉及到创建一个基本结构的基础。Silvaco TCAD支持的二维仿真中，每个节点（grid node）数量不能超过20,000个，这限制了可以处理的复杂度，但也确保了计算的可行性和速度。网格定义是至关重要的，通过LINE命令指定网格线的位置、间距和标签，例如： ```markdown LINE X | Y LOCATION=<n> [SPACING=<n>] [TAG=<c>] [TRI.LEFT | TRI.RIGHT] ``` 在这个过程中，"location"参数指定了网格线在坐标轴上的位置，"spacing"则定义了相邻网格点之间的距离。合理的网格分布可以平衡仿真精度和计算资源消耗。 一旦网格定义完毕，就可以开始设置工艺参数，如注入杂质类型（如本例中，磷和硼的结合形成PN结），并进行模拟。比如，硼注入后进行退火，通过Tonyplot这样的可视化工具展示杂质浓度分布，如图2.4所示。这个阶段允许工程师观察工艺参数对结果的影响，如结深"xj"，这里得出的数值为0.700554μm。 为了进行有意义的比较，必须确保所有实验都在相同网格设置下进行，因为网格的精细度对最终结果有显著影响。这强调了在整个仿真过程中保持一致性的重要性。 本书详尽介绍了Silvaco TCAD的二维工艺仿真的具体工具，如二维工艺仿真器ATHENA和二维器件仿真器ATLAS，以及交互式工具DeckBuild和可视化工具Tonyplot的使用。三维仿真的部分则提供了关于注意事项的概览，尽管这部分内容更为简要。 工艺仿真是一个系统的过程，包括预定义几何结构、选择适当的网格、设定参数并执行计算，最后借助专业软件（如Silvaco TCAD）进行可视化和分析。掌握这个流程对于半导体行业来说至关重要，因为它能够缩短研发周期，降低风险，并推动产品更快地进入市场。