微電子與集成電路設計系列規(guī)劃教材：半導體器件TCAD設計與應用
定 價：45 元
- 作者：韓雁 ，丁扣寶 著
- 出版時間：2013/3/1
- ISBN：9787121193422
- 出 版 社：電子工業(yè)出版社
- 中圖法分類：TN302-39
- 頁碼：284
- 紙張：膠版紙
- 版次：1
- 開本：16開
《微電子與集成電路設計系列規(guī)劃教材：半導體器件TCAD設計與應用》主要內容包括：半導體工藝及器件仿真工具Sentaurus TCAD，工藝仿真工具TSUPREM-4及器件仿真工具MEDICI，工藝及器件仿真工具SILVACO-TCAD，工藝及器件仿真工具ISE-TCAD，工藝仿真工具（DIOS）的優(yōu)化使用，器件仿真工具（DESSIS）的模型分析，片上（芯片級）ESD防護器件的性能評估，ESD防護器件關鍵參數的仿真，VDMOSFET的設計及仿真驗證，IGBT的設計及仿真驗證等。
《微電子與集成電路設計系列規(guī)劃教材：半導體器件TCAD設計與應用》不僅能幫助高等學校微電子學、電子科學與技術或其他相關專業(yè)的研究生、高年級本科生和企業(yè)設計人員掌握TCAD技術，而且也可以作為從事功率器件和集成電路片上ESD防護設計專業(yè)的科技工作者的重要參考資料。
隨著微電子技術的發(fā)展，半導體工藝水平和器件性能不斷提升，這其中半導體工藝和器件仿真軟件TCAD（Technology Computer Aided Design）的作用功不可沒。TCAD是建立在半導體物理基礎之上的數值仿真工具，它可以對不同工藝條件進行仿真，取代或部分取代昂貴、費時的工藝實驗；也可以對不同器件結構進行優(yōu)化，獲得理想的特性；還可以對電路性能以及電缺陷等進行模擬。
技術進步伴隨著設計復雜性的增加，導致了TCAD軟件功能及其使用越來越復雜。作者結合多年的微電子器件設計和工藝設計的經驗，尤其是在功率器件和集成電路片上ESD（靜電放電）防護器件方面所做的課題研究，編寫了本書，以滿足研究和設計工作所需。
本書內容主要分兩部分：第一部分是主流TCAD軟件及其使用介紹，第二部分是TCAD技術的相關模型分析、優(yōu)化使用方法及在集成電路片上ESD防護器件設計和功率半導體器件設計中的應用。
通過學習本書，你可以：
利用數值模擬技術進行半導體工藝及器件性能仿真
熟悉工藝仿真工具的優(yōu)化使用
設計集成電路片上ESD防護器件
設計功率半導體器件
在較短時間內以很小的代價設計出合乎要求的半導體器件
本書側重于TCAD技術的應用，選取了主流TCAD軟件，每部分的主體設計流程均經過了流片和測試驗證，并已用于實際科研工作中，具有較強的代表性和實用性。
本書不僅能幫助高等學校微電子學、電子科學與技術或其他相關專業(yè)的研究生、高年級本科生和企業(yè)設計人員掌握TCAD技術，而且也可以作為從事功率器件和集成電路片上ESD防護設計專業(yè)的科技工作者的重要參考資料。
教學中，可以根據教學對象和學時等具體情況對書中的內容進行刪減和組合，也可以進行適當擴展。為適應教學模式、教學方法和手段的改革，本書配套多媒體電子課件及相應的網絡教學資源，請登錄華信教育資源網注冊下載。
本書由浙江大學韓雁教授統(tǒng)籌及定稿，并負責其中第1、2、3、4、7、9和10章的編寫，丁扣寶副教授負責第5、6、8章的編寫。該書在編寫過程中還得到了浙江大學微電子與光電子研究所多名師生的幫助，他們是：黃大海、張世峰、張斌、崔強、王潔、洪慧、胡佳賢、韓成功、彭洋洋、馬飛和鄭劍鋒等。作者在編寫的過程中也參考了其他有關文獻資料。在此一并表示真誠的感謝。
由于作者學識和水平有限，加之TCAD的版本在不斷更新發(fā)展，錯漏之處敬請讀者批評指正。
韓雁、丁扣寶
2013年1月于浙大求是園
第1章 半導體工藝及器件仿真工具Sentaurus TCAD
1.1 集成工藝仿真系統(tǒng) Sentaurus Process
1.1.1 Sentaurus Process工藝仿真工具簡介
1.1.2 Sentaurus Process基本命令介紹
1.1.3 Sentaurus Process 中的小尺寸模型
1.1.4 Sentaurus Process仿真實例
1.2 器件結構編輯工具Sentaurus Structure Editor
1.2.1 Sentaurus Structure Editor（SDE）器件結構編輯工具簡介
1.2.2 完成從Sentaurus Process到SentaurusDevice的接口轉換
1.2.3 創(chuàng)建三維結構
1.3 器件仿真工具Sentaurus Device
1.3.1 Sentaurus Device器件仿真工具簡介
1.3.2 Sentaurus Device主要物理模型
1.3.3 Sentaurus Device仿真實例
1.4 集成電路虛擬制造系統(tǒng)SentaurusWorkbench簡介
1.4.1 Sentaurus Workbench（SWB）簡介
1.4.2 創(chuàng)建和運行仿真項目
參考文獻
第2章 工藝仿真工具TSUPREM-4及器件仿真工具MEDICI
2.1 TSUPREM-4的工藝模型介紹
2.1.1 擴散模型
2.1.2 離子注入模型
2.1.3 氧化模型
2.1.4 刻蝕模型
2.2 TSUPREM-4基本命令介紹
2.2.1 符號及變量說明
2.2.2 命令類型
2.2.3 常用命令的基本格式與用法
2.3 雙極晶體管結構的一維仿真示例
2.3.1 TSUPREM-4輸入文件的順序
2.3.2 初始有源區(qū)仿真
2.3.3 網格生成
2.3.4 模型選擇
2.3.5 工藝步驟
2.3.6 保存結構
2.3.7 繪制結果
2.3.8 打印層信息
2.3.9 完成有源區(qū)仿真
2.3.10 最終結果
2.4 半導體器件仿真工具MEDICI簡介
2.4.1 MEDICI的特性
2.4.2 MEDICI的使用
2.4.3 MEDICI的語法概覽
2.5 MEDICI實例1——NLDMOS器件仿真
2.6 MEDICI實例2——NPN三極管仿真
參考文獻
第3章 工藝及器件仿真工具SILVACO-TCAD
3.1 使用ATHENA的NMOS工藝仿真
3.1.1 概述
3.1.2 創(chuàng)建一個初始結構
3.1.3 定義初始襯底
3.1.4 運行ATHENA并且繪圖
3.1.5 柵極氧化
3.1.6 提取柵極氧化層的厚度
3.1.7 柵氧厚度的最優(yōu)化
3.1.8 完成離子注入
3.1.9 在TonyPlot中分析硼摻雜特性
3.1.10 多晶硅柵的淀積
3.1.11 簡單幾何刻蝕
3.1.12 多晶硅氧化
3.1.13 多晶硅摻雜
3.1.14 隔離氧化層淀積
3.1.15 側墻氧化隔離的形成
3.1.16 源/漏極注入和退火
3.1.17 金屬的淀積
3.1.18 獲取器件參數
3.1.19 半個NMOS結構的鏡像
3.1.20 電極的確定
3.1.21 保存ATHENA結構文件
3.2 使用ATLAS的NMOS器件仿真
3.2.1 ATLAS概述
3.2.2 NMOS結構的ATLAS仿真
3.2.3 創(chuàng)建ATLAS輸入文檔
3.2.4 模型命令組
3.2.5 數字求解方法命令組
3.2.6 解決方案命令組
參考文獻
第4章 工藝及器件仿真工具ISE-TCAD
4.1 工藝仿真工具DIOS
4.1.1 關于DIOS
4.1.2 各種命令說明
4.1.3 實例說明
4.2 器件描述工具MDRAW
4.2.1 關于MDRAW
4.2.2 MDRAW的邊界編輯
4.2.3 摻雜和優(yōu)化編輯
4.2.4 MDRAW軟件基本使用流程
4.3 器件仿真工具DESSIS
4.3.1 關于DESSIS
4.3.2 設計實例
4.3.3 主要模型簡介
4.3.4 小信號AC分析
參考文獻
第5章 工藝仿真工具（DIOS）的優(yōu)化使用
5.1 網格定義
5.2 工藝流程模擬
5.2.1 淀積
5.2.2 刻蝕
5.2.3 離子注入
5.2.4 氧化
5.2.5 擴散
5.3 結構操作及保存輸出
參考文獻
第6章 器件仿真工具（DESSIS）的模型分析
6.1 傳輸方程模型
6.2 能帶模型
6.3 遷移率模型
6.3.1 晶格散射引起的遷移率退化
6.3.2 電離雜質散射引起的遷移率退化
6.3.3 載流子間散射引起的遷移率退化
6.3.4 高場飽和引起的遷移率退化
6.3.5 表面散射引起的遷移率退化
6.4 雪崩離化模型
6.5 復合模型
參考文獻
第7章 TCAD設計工具、仿真流程及ESD器件的性能評估
7.1 ESD防護設計要求及TCAD輔助設計的必要性
7.2 工藝和器件TCAD仿真軟件的發(fā)展歷程
7.3 工藝和器件仿真的基本流程
7.4 TSUPREM-4/MEDICI的仿真示例
7.4.1 半導體工藝級仿真流程
7.4.2 從工藝級仿真向器件級仿真的過渡流程
7.4.3 半導體器件級仿真的流程
7.5 利用瞬態(tài)仿真對ESD綜合性能的定性評估
7.5.1 TCAD評估基本設置
7.5.2 有效性評估
7.5.3 敏捷性評估
7.5.4 魯棒性評估
7.5.5 透明性評估
7.5.6 ESD總體評估
參考文獻
第8章 ESD防護器件關鍵參數的仿真
8.1 ESD仿真中的物理模型選擇
8.2 熱邊界條件的設定
8.3 ESD器件仿真中收斂性問題解決方案
8.4 模型參數對關鍵性能參數仿真結果的影響
8.5 二次擊穿電流的仿真
8.5.1 現有方法局限性
8.5.2 單脈沖TLP波形瞬態(tài)仿真方法介紹
8.5.3 多脈沖TLP波形仿真介紹
參考文獻
第9章 VDMOSFET的設計及仿真驗證
9.1 VDMOSFET概述
9.2 VDMOSFET元胞設計
9.2.1 結構參數及工藝參數
9.2.2 工藝流程
9.2.3 工藝仿真
9.2.4 器件仿真
9.2.5 器件優(yōu)化
9.3 VDMOSFET終端結構的設計
9.3.1 結構參數設計
9.3.2 工藝仿真
9.3.3 器件仿真
9.3.4 參數優(yōu)化
9.4 VDMOSFET ESD防護結構設計
9.4.1 ESD現象概述
9.4.2 VDMOSFET中的ESD結構
……
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