离子注入工艺示意图：ATHENA与TCAD在半导体仿真中的应用

离子注入是半导体器件制造过程中的关键技术之一，它利用离子束精确地将杂质原子送入硅片，从而控制半导体材料的电学特性。在SIVACO TCAD（Silvaco Technology Computer-Aided Design）这款先进的仿真软件中，第二章详细探讨了二维工艺仿真，其中包括离子注入的几何示意图及其参数设置。 图2.12展示了离子注入的几何结构，主要包括三个面：1）样品表面（∑），其晶向由仿真初始化命令的orientation参数定义；2）仿真面（β），即模拟器件内部结构的平面，通常在Tonyplot中展示；3）离子注入面（α），通过rotation参数和Y轴来确定，注入方向与Y轴的夹角由TITL和rotation（φ）决定。例如，例2-22演示了Analytical注入，使用phosphorus离子，剂量为1e14，能量为50eV，带有7度的倾斜；例2-23展示了SVDP（SIMS-Verified Dual Pearson）的硼注入，硼离子剂量同样是1e14，能量为40eV，氧化层厚度为0.005μm。 Monte Carlo注入（例2-24）则涉及到随机模拟方法，磷元素的剂量为1e13，能量100eV，没有倾斜且温度设定为300K。而例2-25对比了不同硼离子注入角度（1°、2°、7°和10°）对结果的影响，通过一系列的实验操作和数据保存，用户可以观察并分析倾斜角度对注入效果的影响。 SIVACO TCAD作为行业领导者，其软件广泛应用于半导体研究、开发、测试和生产，旨在帮助工程师们优化工艺流程，缩短研发周期，降低成本。尽管市面上有众多其他EDA软件，如EWB、PSPICE等，但关于TCAD的专门教材相对较少。本书的目标是填补这一空白，通过作者的实际经验和心得，提供对ATHENA（二维工艺仿真器）和ATLAS（二维器件仿真器）的深入剖析，以及对DeckBuild（集成环境）和Tonyplot（可视化工具）的实用介绍。书中还涉及三维仿真的基础知识，但主要关注入门级学习者的需求，旨在帮助初学者快速理解和掌握半导体工艺和器件仿真技术。