版图驱动的三维工艺仿真器

Victory Process是一个通用一维、二维和版图驱动的三维工艺仿真器,包括:

刻蚀和淀积

  • 用于快速成型结构的几何模型
  • 用于进行详细的工艺步进分析的物理模型

植入

  • 快速分析模型
  • 及其精确的蒙特卡罗模型

退火

  • 完整的一套掺杂扩散模型
  • 分层氧化模型

应力模拟

  • 用于应力工程的应力历史

引言

TCAD工具的最重要用途之一是探索许多探索性仿真过程中的新器件工艺,以便器件设计师能够更好地了解所给技术的可能益处和缺陷。该用例需要连续的仿真以及之间的一些分析。很多仿真周期必须在分配用于探测的时间内运行,尽可能使用最少的仿真运行时间。目前,全流程标准CMOS仿真通常是与1D和2D仿真结合。然而,对于那些本身是三维的器件,如FinFET, 或者欲调查植入期间的遮蔽效应或功率器件击穿电压的沟槽形状,则必须执行三维仿真。

工艺仿真的最终目标是精确预测活性掺杂剂分布、应力分布和器件的几何形状。缩小器件尺寸对掺杂剂和应力分布的准确度要求越来越高,所以每一代的器件都增加了新的工艺模型,以满足新的准确性需求。

为了解决这些日益严格的要求,Silvaco开发了Victory Process --一个全新的一维、二维和基于掩模的三维工艺和应力仿真器, 它将二维斯坦福工具的领先技术延伸到下一代工艺仿真,可用于代工厂和无晶圆厂的设计公司。

Victory Process有两种操作模式:

  • The 高级结构编辑器模式,或单元模式:用于三维结构的快速原型设计
  • The工艺仿真器: 模式:全功能、基于水平集(level-set)的工艺仿真器,更适合以详细工艺为基础的仿真,如复杂的物理为基础的蚀刻、淀积、再淀积离子束铣削试验和应力依赖氧化分析

特征

  • 快速的三维结构原型制作功能可对具体的工艺问题进行深入的物理分析
  • 具有一套完整的扩散模型:费米、fullcpl、单对和五路层流( five-stream)模型
  • 通过应力分析进行物理氧化仿真
  • 极其精确快速的蒙特卡罗注入仿真
  • 高效的多线程可在关键时间操作蒙特卡罗注入、扩散、氧化,以及物理刻蚀与淀积
  • 尖端的多粒子流量模型可通过再淀积衬底材料来进行物理淀积与刻蚀
    • 衬底材料的再淀积
    • 粒子反射
  • 开放式架构可轻松引进和修改客户特定的物理模型
  • 与三维器件仿真器无缝链接,包括结构镜像、自适应掺杂细化以及电极规格设定等
  • 简单易学、功能强大的调试模式、用户友好的SUPREM语法
  • 兼容于Athena
  • 也可用在一维和二维作为快速校准平台
  • 自动从一维、二维和三维模式切换
  • 在仿真器输入deck内生成参数化的版图
  • 应力仿真,包括外部和内在的应力、晶格和热失配、掺杂和应激层
  • 基于物理的光刻仿真器可用于现实的光刻掩模形状

功能

  • 允许优化现有的工艺和预测缩放
  • 了解新技术的挑战
  • 用仿真替换实验减少了掩模和原型代工成本
  • 在硅制成之前创建基于虚拟工艺的PDK缩短了上市时间

应用

Front-end-of-line (FEOL)

  • 高级 CMOS (FinFET, FDSOI), 显示器 (TFT, LED, OLED), 电源 (Silicon, SiC, GaN), 光电 (CIS, Solar cell, Laser)
在3D CMOS图像传感器中的3D净掺杂分布 3D FinFET的净掺杂分布

 

 

Mid-end of-line (MEOL)

  • Disk heads, STT-MR, RRAM
再淀积离子铣削仿真的结果

 

Back-end-of-line (BEOL)

  • Touch panel, LCD, TFT
一个SRAM单元的仿真