SILVACO-TCAD: 使用ATHENA模拟多晶硅栅极氧化与工艺流程

本篇文章主要介绍了如何使用SILVACO公司的TCAD工具ATHENA进行多晶硅工艺仿真，特别是针对栅极形成的过程。章节详细地指导了创建一个典型的NMOSFET输入文件的步骤，包括以下几个关键环节： 1. **工艺仿真基础**: - 介绍ATHENA作为TCAD工具的作用，用于模拟硅器件制造过程，包括MOSFET和BJT等半导体器件。 2. **创建初始结构**: - 首先，通过`deckbuild-an&`命令启动ATHENA，进入交互模式，清空文本窗口并初始化网格。 - 网格节点数量对仿真精度和计算效率至关重要，尤其是在涉及离子注入或形成PN结的区域，需要精细网格。 - 使用MeshDefine菜单创建非均匀网格，如在0.6μm×0.8μm的方形区域，通过设置间距和位置定义网格细节。 3. **具体操作演示**: - **多晶硅氧化**: - 采用湿氧化技术，温度设定为900℃，大气压下进行3分钟，选择Fermi和Compress方法。 - 在Diffuse菜单中配置相关参数，如时间、温度、气体压力等，并在仿真完成后观察氧化层形成。 4. **其他工艺步骤**: - 包括淀积操作、几何刻蚀、退火和离子注入等，这些步骤对于形成MOSFET的栅极结构至关重要。 - 结构操作涉及到对晶体管的形状和尺寸进行精确控制，确保其电气性能。 5. **保存与加载结构信息**: - 了解如何保存和加载结构信息，这对于后续的仿真工作至关重要，能够方便地复用和修改结构。 本文档详细展示了如何利用SILVACO-TCAD工具ATHENA进行多晶硅工艺仿真，特别是针对栅极形成的关键步骤，包括网格定义、氧化处理和其他工艺过程，为读者提供了一个实践性的教程。通过这个过程，可以模拟和优化硅基半导体器件的制造过程，提升器件性能和制造效率。