光电子器件工艺仿真全面解析：Silvaco-TCAD工具与流程

第二讲-Silvaco-TCAD工艺仿真是一种高级的半导体制造过程模拟工具，它利用 Silvaco TCAD平台，包括ATHENA、SSuprem-4、MC Montecarlo等多个专业软件，针对光电子器件的设计和制造进行全面的工艺仿真。主要内容涵盖了从网格定义、初始化设置，到复杂的工艺流程如离子注入、扩散、刻蚀、淀积、氧化、外延等各个环节，广泛应用于CMOS、双极性、SiGe、SOI、III-V和光电子以及功率器件等各种技术。 在工艺仿真过程中，Silvaco TCAD提供了一种精密且高效的模拟方法，能够精确预测器件结构中的几何形状、掺杂剂量分布和应力情况。这对于集成电路制造商（IDMs）和设计公司来说，是优化半导体工艺的关键，旨在提升器件性能，如速度、产量、击穿电压、漏电流和可靠性，同时分析和优化诸如LOCOS、SWAMI等隔离工艺。 此外，该工具特别关注先进的离子注入技术，如超浅结注入、高角度注入和高能注入，以及多层次杂质扩散的模拟，考虑到瞬态扩散、氧化/硅化效应、瞬态激活、点缺陷、簇群构造和材料界面的各种交互。刻蚀和淀积过程，特别是复杂几何结构和网格处理技术的模型化，使得多器件的几何结构分析成为可能。 Silvaco TCAD的集成环境，如MaskViews，帮助工程师实时分析工艺步骤和器件结构的变化对掩模版图的影响，同时与光电印刷仿真器和精英淀积/刻蚀仿真器协同工作，可在实际生产流程中提供深入的分析。软件与ATLAS器件模拟软件无缝连接，确保了整个设计流程的连贯性。 工艺模拟流程主要包括建立仿真网格、初始化设置、执行工艺步骤、抽取特性数据、进行结构操作以及数据分析等步骤，如电阻和CV分析，输出结构以供后续的器件模拟和测试，如GDS版图、掩膜层、一维和二维结构分析，以及E-test数据的Vt分析等。Silvaco-TCAD工艺仿真是一种强大的工具，为现代微电子和光电子器件的设计和制造提供了关键的决策支持。