半导体工艺仿真：ATHENA与工艺参数校准

"工艺参数校准在半导体工艺仿真中的重要性" 在半导体制造过程中，工艺参数校准是一项关键任务，确保工艺过程的精确性和一致性。在实际生产中，工艺控制至关重要，因为即使相同型号的设备在相同的条件下也可能产生不同的结果。为了解决这个问题，工程师需要根据设备的具体情况和状态调整工艺条件。 在仿真计算中，由于各种因素，往往会出现与实验结果的偏差。工艺参数校准的目标就是减少这种偏差，增强仿真的指导价值和可信度。校准涉及修改模型参数，使其与实验数据一致。不同于工艺优化，后者是在保持模型参数不变的情况下寻找最佳实验条件，而工艺参数校准则是调整模型本身，以匹配实验观察。 SILVACO TCAD中的ATHENA是一个二维工艺仿真器，它在启动时会读取模型系数文件`athenamod`，其中包含了默认的工艺参数。例如，文件中列出了不同晶向的薄氧化层生长的系数，这些参数在氧化速率的计算中起着关键作用。氧化速率的表达式通常基于胡克扩散定律，涉及多个系数，如`thinox.0`, `thinox.e`, `thinox.l`, `thinox.p`等，这些参数直接影响氧化层生长的速度，并与气氛中的氧分压P有关。 在薄氧化层情况下，氧化速率的计算会有所不同，此时需要考虑额外的因素。校准这些参数是为了使仿真结果更接近实际的物理过程，从而提高预测的准确度。这在半导体器件和集成电路的设计和优化中尤其重要，因为微小的参数变化都可能导致性能的巨大差异。 Silvaco TCAD作为一个强大的半导体工艺和器件仿真工具，被广泛应用于研究、开发、测试和生产环节。然而，尽管其应用广泛，相关的学习资料却相对匮乏。本书旨在为初学者提供一个全面的入门指南，详细介绍了ATHENA和ATLAS的使用，以及DeckBuild和Tonyplot等辅助工具的交互和可视化功能。通过深入理解和实践工艺参数校准，读者可以更好地掌握半导体工艺仿真的核心，从而在研发过程中节省时间和成本，提升产品的市场竞争力。