使用SILVACO TCAD工具ATHENA进行NMOS工艺仿真

这篇资源主要介绍了如何使用TCAD Silvaco工具中的ATHENA模块进行半导体工艺仿真，特别是针对多晶硅氧化层的形成和掺杂过程。文章以一个具体的多晶硅掺杂步骤为例，详细解释了如何配置和执行模拟。 在多晶硅氧化过程中，形成的氧化层对于半导体器件的性能至关重要。氧化层通常是通过高温氧化工艺在多晶硅表面生成的二氧化硅，用于隔离和保护晶体管的栅极区域。图4.34可能展示了这一过程的微观结构。 接着，文章进入了多晶硅掺杂的环节，以磷为杂质，其目的是创建一个重掺杂的多晶硅栅极。在ATHENA软件中，这一过程通过Implant菜单设置。具体操作包括选择磷(P)作为杂质，设定剂量为3×10^13 cm^-3，注入能量为20KeV，并调整其他参数如倾斜角度和旋转角度。模型选择为Dual Pearson，材料类型为结晶硅，最后通过WRITE键保存并执行命令。 完成掺杂步骤后，通过DECKBUILD的Cont键继续仿真，并利用Display (2D Mesh)菜单的Contours功能显示Net Doping的二维轮廓，以可视化掺杂效果，如图4.35所示。 资源还简要提到了SILVACO的TCAD工具，包括ATHENA用于工艺仿真和ATLAS用于器件仿真的基本应用。在ATHENA中，模拟NMOS工艺仿真涉及创建仿真网格、沉积、刻蚀、氧化、扩散、退火、离子注入和结构操作等步骤。文章以创建初始直角网格为例，指导用户如何设置网格参数以确保仿真精度。 在创建初始结构时，首先启动deckbuild并创建一个空文档，然后通过定义非均匀网格来适应不同区域的精细程度，比如在有源区定义更密集的网格以提高模拟精度。在网格定义的过程中，用户需要考虑方向、位置和间隔，并通过insert键添加这些参数到模拟中。 这篇资源提供了使用TCAD Silvaco进行半导体工艺仿真，特别是多晶硅氧化和掺杂的详细步骤，对于学习和理解微电子制造工艺有着重要的参考价值。