异质栅介质双栅隧穿场效应晶体管TCAD仿真研究

采用异质栅介质结构,加入高k介质Pocket区,对双栅隧穿场效应晶体管进行了改进。通过搭建不同模型,分析了栅介质的长度、介电常数以及Pocket区厚度等参数对器件开态电流Ion、双极性特性、亚阈值摆幅等的影响。TACD仿真结果表明,Ion随介电常数的增大可提升至5.17×10-5A/μm,且双极性电流也有极大的增幅,亚阈值摆幅因开态电流的改善降低至28.3 mV/dec,而异质栅介质的不同长度对器件性能并无明显影响;在双极性上,Pocket区厚度的增加使得栅漏隧穿宽度增大,双极性电流减小至1.0×10-17A/μm,抑制了双极性导通,同时对器件其他特性未产生明显影响。

实验设计与模拟相结合用于IC优化设计的TCAD工具

鉴于PC机广泛普及和使用方便 ,在PC机上建立起实验设计与模拟相结合用于IC优化设计的TCAD工具。利用已有的工艺模拟软件SUPREM、器件模拟软件MINIMOS及电路模拟软件PSPICE ,完成了响应表面拟合、SPICE模型参数提取及数据转换等程序 ,形成一个可以进行工艺、器件及电路分析和优化设计的TCAD工具 ,并用于研究实验设计方法在IC优化设计中的应用。

TCAD技术在微电子实验教学体系中的应用与研究

针对传统微电子专业实验设备昂贵、实验周期长、效果不理想等缺点,提出了一种通过半导体工艺和器件的计算机辅助技术(TCAD)进行虚拟实验教学的方法。该方法速度快,可以在实验前后和过程中,直接观察材料和器件的形貌和内外参数,是对理论课程的实践和扩充。介绍了合理安排实验规划方案和解决实施中遇到问题的思路。

采用B/S架构的半导体TCAD网络实验教学平台构建研究

基于B/S(浏览器/服务器)架构,开发了一款适用于高校微电子专业实验教学的半导体TCAD网络实验教学平台。该平台的核心是一台运行于Linux系统的高性能服务器,TCAD软件运行在服务器端,教学平台管理者(教师)拥有利用telnet、SSH等终端登录工具登录服务器的资格和权力,而学生则通过指定端口利用浏览器来使用该平台。该平台的优点是由于学生只需通过基于Windows系统的浏览器访问服务器,不必熟悉Unix或Linux等类Unix操作系统,极大地方便了学生的使用,并且无需在服务器端为每个学生建立账户,可节省服务器硬件成本和网络管理成本,并大大地提高了系统的安全性。同时,采用该方式降低了服务器的负载,初步实验结果显示采用该方式比采用传统的图形界面登录服务器时的负荷降低了约58%。

Silvaco TCAD仿真软件的应用对于学生实践能力的培养

高职院校学生实践能力的培养是重中之重,针对微电子专业学生,本文讨论了工艺和器件仿真软件Silvcaco在教学和创新实践培养中的应用,通过软件的使用,使学生锻炼了自己的分析能力,加强了对专业知识的认知,提高了自身的实践能力。

基于LabVIEW与TCAD的MOS场效应晶体管虚拟仿真实验平台设计与实现

为了解决微电子科学与工程或集成电路设计与集成系统专业实验教学面临的难题,设计了基于LabVIEW与TCAD的MOS场效应晶体管虚拟仿真实验平台。该平台可以实现MOS场效应晶体管的电学性能测试和参数提取,包括数据输入与存储、控制命令输出、数据采集与显示、报错与停止以及图形分析与提取。该虚拟仿真实验平台为学生提供了良好的工程实践平台,具有操作简单和效率高的明显优势,能够充分调动学生的主观性并且帮助学生理解复杂问题。

TCAD在半导体工艺课程虚拟实验中的应用

"半导体工艺"是一门理论与实验结合紧密的课程,通过TCAD虚拟平台开展实验教学,可节约成本、减少实验时间,可增强教学的直观性、提高教学效果,还可激发学生学习兴趣,增强实践、创新能力。

利用SILVACO TCAD软件改进集成电路实践教学的研究

日益成熟的集成电路工艺与器件计算机辅助设计工具有助于缩短半导体工艺和器件的开发周期、降低开发成本,因而越来越被广泛应用。通过模拟软件Silvaco TCAD对工艺进行仿真,了解实际集成电路生产涉及的氧化、扩散、淀积、光刻、刻蚀、平坦化等一系列工艺过程;对器件的仿真,熟悉专业基础课程内容如器件的基本结构、材料的性能、载流子的浓度和工作电压等对器件各种性能的影响。并可以加深学生对课程理论的理解,同时提高学习兴趣,从而获得良好教学效果。

单粒子效应TCAD数值仿真的三维建模方法

文中探讨了单粒子效应数值仿真建模的问题。首先,基于对单阱N+-P结构的二极管在重离子辐照下的TCAD仿真,研究电流脉冲和电荷收集特性对器件模型几何尺寸与比例的依赖关系,进一步给出了精确仿真单粒子效应所需的模型尺寸的实用标准。其次,讨论阱接触电极的位置对电流脉冲和电荷收集的影响,指出对阱接触的正确建模的必要性。

抑制亚微米NMOS穿通效应的Taurus WorkBench——TCAD优化

Taurus WorkBench是用于超深亚微米层次下的TCAD一体化仿真优化平台。在介绍了TWB的主要功能及实施要点之后,以亚微米NMOSFET器件的阈值电压及源漏穿通电压为响应变量,采用DOE方法进行仿真,并以仿真结果阐述了注入剂量及注入能量对阈值电压V和源漏穿通电压V的影响。

微电子工艺课程中TCAD技术应用的教学探讨

本文主要指出了在微电子工艺技术发展日新月异的形势下,在高校微电子工艺课程的教学中引入TCAD技术进行辅助教学的必要性,探讨了在微电子工艺的理论和实验教学中TCAD技术应用的方法和措施,从而提高专业教学质量、提高学生的实际工作能力和专业素质,适应当今社会对人才培养的需求。

辐射陷阱电荷对0.18μm N-MOSFET转移特性影响的TCAD仿真

利用TCAD仿真技术,研究了电离总剂量辐射陷阱电荷对0.18μm N沟道MOSFET转移特性的影响。构建了0.18μm N沟道MOSFET的三维仿真结构,获得了在电离总剂量(total ionizing dose,TID)效应影响下,负栅压偏置时器件中电流密度的分布情况。分析了器件浅槽隔离层(shallow trench isolation,STI)中氧化物陷阱电荷和界面态陷阱电荷对器件泄漏电流的影响。仿真计算了N-MOSFET的转移特性,仿真结果与辐照试验结果受辐照影响的趋势基本一致,为深亚微米MOS器件的总剂量辐射效应的损伤机制提供了一种分析手段。

采用TCAD改善功率开关特性的仿真教学

为了实践我国新工科教育和成果导向教育,教学模式和教学内容需要做出相应的更新。针对“电力电子技术”课程中功率开关部分授课内容和授课手段比较薄弱的现实问题,以逆导型IGBT的物理结构、开关特性以及抑制电压回跳现象为例,给出采用计算机辅助分析软件Silvaco TCAD辅助分析功率开关特性的教学手段,并邀请有经验的研究生课上和课下示范讲解软件使用规范和技巧,激发学生的学习兴趣和热情。

回转体类机械零件特征造型系统──HZTCAD

本文通过对回转体类机械零件进行特征分类与体素定义、设计及操作生成零件的几何模型和特征模型．并提出了一个基于特征表达的回转体类机械零件几何模型及数据结构，并对回转体类零件的特征信息表达及表达的数据结构进行了尝试．

Sentaurus TCAD仿真课程的研究和实践

Sentaurus TCAD是电子产业的重要工具,它可以用来模拟集成器件的工艺制程,器件物理特性和互连线特性等。文章对Sentaurus TCAD仿真课程的教学内容、教学方法、实验教学等方面提出了探索性的改革思路和实践情况,以期教学能紧跟学科发展方向,调动学生的学习热性,培养创新能力,提高专业素养,为国家的研究型和应用技术型人才培养目标做出积极贡献。

SiGe HBT单粒子瞬态TCAD仿真研究

借助于TACD数值仿真,对具有交叉指状结构的锗硅异质结双极型晶体管（SiGe HBT）中由重离子辐射诱导的单粒子瞬态（SET）效应展开了详细的研究。首先分析了重离子辐射诱导的电势和场强的变化,阐明了SiGe HBT中单粒子瞬态机制。然后,通过对比重离子入射至器件不同位置时各电极的瞬态电流和感生电荷的收集情况,确定了集电极/衬底（CS）结及附近区域为SiGe HBT单粒子瞬态的敏感区域。结果表明相对于集电极和衬底的电荷收集,基极和发射极收集的电荷可忽略不计。此外,各电极的瞬态电流和电荷收集还具有明显的位置依赖性。上述结果可为SiGe HBT单粒子效应的抗辐射加固提供有力的指导依据。

体硅nFinFET总剂量效应三维TCAD仿真研究

本文利用Sentaurus TCAD仿真软件对体硅鳍形场效应晶体管(FinFET)的总剂量效应(TID)进行了详细的数值模拟研究.基于良好校准后的器件模型,仿真结果表明:高沟道阻挡层掺杂浓度,大鳍宽,锥形鳍截面形状的FinFET器件对总剂量效应有良好的抑制作用.进一步的Gamma总剂量辐射仿真展示了辐照过程中浅槽隔离(STI)氧化层中陷阱空穴的形成.最后,利用Sentaurus TCAD软件混合仿真模式对电路级别的总剂量响应进行了模拟分析,结果表明电路的性能和可靠性在总剂量辐照之后均受到了极大的影响.

基于TCAD的绝缘体上硅器件总剂量效应仿真技术研究

绝缘体上硅(Silicon-on-Insulator,SOI)器件的全介质隔离结构改善了其抗单粒子效应性能,但也使其对总剂量效应更加敏感.为了评估SOI器件的总剂量效应敏感性,本文提出了一种基于TCAD(Technology Computer Aided Design)的总剂量效应仿真技术.通过对SOI器件三维结构进行建模,利用TCAD内置的辐射模型开展瞬态仿真,模拟氧化层中辐射感应电荷的产生、输运和俘获过程,从而分别评估绝缘埋层(Buried Oxide,BOX)和浅沟槽隔离(Shallow Trench Isolation,STI)氧化层中辐射感应陷阱电荷对器件电学性能的影响.基于该仿真技术,本文分别研究了不同偏置、沟道长度、体区掺杂浓度以及STI形貌对SOI MOSFET器件总剂量辐射效应的影响.仿真结果表明高浓度的体区掺杂、较小的STI凹槽深度和更陡峭的STI侧壁将有助于改善SOI器件的抗总剂量效应性能.

基于TCAD软件的单层多晶EEPROM器件模拟分析

利用TCAD软件对单层多晶EEPROM器件特性进行了模拟分析,介绍了单层多晶EEPROM存储单元结构与原理的基础,针对TCAD软件中模拟分析单层多晶EEPROM器件特性时存在的困难,提出了一种两个MOS管外加电阻的等效模型来替代单层多晶EEPROM存储单元结构进行等效模拟。通过编程模拟了单层多晶EEPROM器件性能,模拟分析得到的特性曲线与理论曲线能较好吻合,验证了等效模型方案的可行性。

新型独立三栅FinFET单粒子瞬态效应TCAD分析

针对独立三栅FinFET器件及其反相器的单粒子瞬态效应展开了深入研究。首先分析了N型独立三栅器件中最敏感区域的位置以及不同工作电压对器件敏感性的影响。然后,基于独立三栅器件独特的电流控制方式搭建五种不同工作模式的反相器单元,对重离子撞击NMOS下拉管最敏感区域的单粒子瞬态效应(SET)敏感性进行了比较。三维数值TCAD仿真结果表明,脉冲峰值电流与重离子在沟道中的路径体积成正比,且最敏感区域为漏与沟道之间的空间电荷区,工作电压会影响沟道势垒,从而影响器件的SET。另外,不同工作模式的反相器对改善抗辐照能力具有参考意义。