MODELOVÁNÍ POLOVODIČOVÝCH PROCESŮ A ZAŘÍZENÍ Dobře definované elektrony okupující oběžné dráhy Dalším příkladem je popis unášení elektronů a děr, pohybujících se vlivem elektrického pole V tomto kasinu do soustavy rovnic nebo výpočetních operací, kvantitativní model Konečně Musí být nalezen kvantitativní model a porovnána experimentální data, aby bylo zajištěno, že fenefyzikální modely často nabývají podoby rovnic s parciálními derivacemi, Parciální diferenciální rovnice-PDESimulace mikro/nanoelektronických zařízení a rovnic procesů vyžaduje vyhodnocovací model, vkládací operace, pravděpodobnost prvního experimentu procesu, tj. nalezení kombinace podmínek, pro které máme nejmenší výsledky při změně produktu. Tak, obvod simulující modifikaci chování na základě podmínek měnících se entity procesní tolerance obecně lze polovodičové součástky simulovat přesněji, protože výrobní obvody stále nejsou dobře pochopeny , několik fyzikálně vyráběných na empirickém mod4 Empirické modely4
1 Úvod Empirické modely jsou pouze reprezentace experimentálních dat a nemají nic fyzického pozadí Experimentální data se používají k vytvoření empirického modelu Experimentální výsledky jsou uloženy v databázi v počítači, ale nejsou poskytoványpoužité matematické funkce jsou upraveny experimentálním dTo adjust experimentální data lze pomocí dalších metodolynomické funkce procházet všemi body, což vede k velmi přehledně znázorněným, které neprocházejí všemi body a které lze upravit, je metodou nejmenšího součtu rozdílů čtverců mezi body a křivkou soubor dat se shoduje na přímce y=a+bx, proces hledání koeficientů aab, známý jako regresní koeficienty, se nazývá lineární regrese. Pokud přijme nelineární funkční aproximaci, má najít regresní koeficienty42 Empirické modelové modely jsou používá se k simulaci semicondnemají jiné optin fyzické pozadí není dosud známo
Semiconductor TechnIf začleněna jako součást programu pro simulaci procesu nebo zařízení, empirickéVýsledky simulace pro tyto modely jsou rychlé a přímopřesné simulace pro některé konkrétní, simulované podmínky jsou mezi experimentálními daty, výsledky interpolace lze nalézt u těchto modelů, tento hlavní omezení znemožňuje extrapolaci na podmínky oulerimentované poleSemiempirické modely jsou modely, ve kterých phendodelle založené na fyzikálních parametrech odpovídajících těmto jevům Většina modelů používá oxidaci inliconu v suchém kyslíku, při tloušťce menší než 350a neodpovídá modelu DeaGrove Nicollian a Rted model pro thistox=a(計+p)withb=konstanta, t=doba růstu a t=doba potřebná ke zvýšení počáteční tloušťky vrstvy x Jiným příkladem jsou efekty implantace bóru vznikající z odpadních vod, tj. pronikání boroneeeem větší než mdeling tohoto efektu, exponenciální přeneseno do modelu Pearson IV Délka klesající exponenciální části je určena empiricky na hodnotu 450A
Tento empirický model je k dispozici5 Návrh obvodu od fáze návrhu Problém vyvstává v tom, že každý pokus o získání měřidel je zasažen překážkovým modelem, který se efektivně používá v d. Zvláště důležité jsou následující aspekty:soubor faktorů aVýběr souboru resp.které charakterizují nejlepší výkon očekávaný od Problém je obvykle řešen iterativně po překrývajících se zjištěních vyplývajících zdfaktorů, které mají vysoký stupeň konf.Také citlivost odezev, daná statistickou povahou technologicky požadované odezvy. dokáže identifikovat, které umožňují dosažení cílů Přesněji, počínaje od takových, jako je teplota, čas, dávkování, může řídit tranzistory thres1O5, parametr, který ovlivňuje tvar IV charakteristiky a zklidňuje parametry zařízení používané při simulaci obvodu a nakonec ovlivňuje souběžně s extrakcí užitečných informací designérům V tomto ohledu rozlišujte následující fáze analýz
MODELOVÁNÍ POLOVODIČOVÝCH PROCESŮ A ZAŘÍZENÍ sada faktorů, které jsou považovány za dostatečné pro analýzu parametrů požadovaných odezev; cha nominální hodnota pro každý faktor považovaný za přijatelný z hlediska tolerance technologického procesu Definování matice odpovídající zvolené strategii srny a sběr výsledků fel a analýza závěrů z této studie Přehodnocení nastavených faktorů a strategie experimentováníZískání konečného modelu povrchu odezvyNávrh experimenty jsou klíčovým bodem optimalizačního procesu dnts se používají ke generování Response Surface Model-RSM Jsou převzaty do aceineárních modelů, kde odezvy jsou lineární funkce faktorů sodel řádu dva pro vyšší získané jako funkce parabolických faktorů; tyto modely představují standard v modelech RSM techniTranscendental pro návrh vyššího řádu, který poskytuje vylepšené technikyLineární modely předpokládají, že thaonse R je lineární kombinace faktorů fi, fi,
fn WhenThe experimentsstar Tyto jsou snadno navrženy a čtvercové modely odhadnou, že odezva Ri je čtvercová kombinace vstupních faktorů se dvěma mocninnými stupni faktorů a součinů faktorů. Plně faktoriální strategie berou v úvahu možné kombinace faktorů Tento přístup poskytuje plnou změnu na plně faktorovou analýzu transcendentální modely předpokládají existenci mechanismu pro transformační sadu faktorů modifikovaná množina používaná pro rsmhe data získaná experimenty a data získaná simulací se používají k budování aRSM , z čehož lze analýzou vyvodit soubor informací o různých faktorech důležitých pro vývoj odezvy, citlivosti resp. účinku klapky, pro tok technologie MOSFET se prahové napětí VT zadá údaje o následujících faktorech: tloušťka oxidu TOX, Nsubntrace substrátu, špičková koncentrace kanálového implantátu pro prahové napětí
Úprava polovodičových technologií VTPEAK, špičkové koncentrace zdroje a odtoku LDD NLDDpeakvzdálenost mezi winof the a drainswTP∈, která určuje prahové napětí mosfetu, jako je tloušťka oxidu MOS a implantační dávka pro úpravu prahu, obr. 17 Optimalizace procesu71 Nejprve je potřeba softwarových balíků IntroTCAD modely zařízení využívající konfiguraci a nastavení vstupních parametrů za účelem získání procesního prostředí a procesního modelu pro vytvoření charakteristik dat waferu
Dále pomocí simulátoru procesu TCAD získáte stav plátku pomocí simulátoru zařízení TCAd získáte výkon zařízení a vstupní data pro vytvoření přesných reakčních modelů v atomárním měřítku, respektive reakčních energií, rychlostí, kanálů a modelů procesních zařízení, respektive toků plynů, koncentrací reaktantů a nejmodernější zařízení efekty malé geometrie včetně transportu horkých elektronů, efekty průrazu a efekty diskrétních dopingových prvků jsou ofdrick, 2008) Zařízení také začínají vykazovat významné kvantové efekty včetně tunelování hradlovým oxidem a bandgap, kvantování inverzní vrstvy, kvantový transport a vyhlazování hustoty nosiče2 Nastavení optimametru např. že řada relevantních výsledků splňuje předem stanovené cíle Tento problém je řešen pomocí konceptů statistického Design of Experiments-DOE, pro plánování řady vstupních faktorů.
MODOLOVÁNÍ POLOVODIČOVÝCH PROCESŮ A ZAŘÍZENÍperimenty jsou analyzovány pro každou z odezev jako funkce vstupních faktorů a minimálního počtu experimentů získáme maximum informací resp. zařízení s požadovanými specifikacemi (Govoreanu, 2002) příklad referenčního MOSFETu realizovaného v technologii O,5um pomocí softwarového balíku Taurus-workbench od Synopsys Začínáme se substrátem <100> boronoped na 5x1018 Poté epitaxní růst 6um křemíkové vrstvy, 0,2um oxidové vrstvy a 0,15umtride a v posledních dvou laly konfigurovaných ISLAL a NWELL a Oxia phorus je implantován s 2x1012 dávkou a 300Ke V odstranění a energie po implantaci PUNCH nitridem s borem při dávce 5x10n1 a energií 50KeV, polysilikonový hradlovaný nakonfigurovaný fosfor při 5x1015 doergy Po zavedení NLDD Další kroky procesu provedou kontakt a propojení mezi zařízeními a akční vrstvoufermp 2TN_ Pozice dávky E+13 LOE+13 1
0E+12 10E+12PNCH Pozice dávky BE+11 5 0E+11 5OE+11 50E+llNLDD_ Dávka2 RSM-VHRK versus NLDD, VTn Tabulka 1 Parametry vzorků Pomocí technik DOE a RSM jsou nejcitlivější kroky procesu, resp. Implantát NLDD Tyto dva parametry byly modifikoványVýsledky RSM naznačují vysokou závislost breakdovtage na dávce implantátu a silně klesající dávku implantátu kolem 5x1012 VIN (obr. prahové napětí versus dávka implantátu PUNCH a malá změna a dávka implantátu 8x1012 VIN
Polovodičové technologieZvýšení Nlddose u Vzorku 2 a 4 snižuje efekt vyčerpání polysilikonu snížením poklesu přes polysilikonové hradlo a zlepšením vodivosti (vyšší sklon přenosových charakteristik pro Vzorek 2 a 4), obr. 7FiNet Doping SamplObr. 4 Elektronový vstřikovací proud Ukázka 2Tabulka 1 a obr. 3 až 6 průrazné napětí je úměrné poloměru VTn adjunkce bóru (Kwong, 2002)
Výstupní odpor je snížen snížením koncentrace dávky g implantátu (vzorek 3 a 4) v kanálu, což umožňuje kratší oblast pinchoff Kratší oblast pinchoff vede k mnohem větší velikosti raného napětí Snížení dávky NLDd ve vzorku 3 , obr. 5, spolu se vzorkem 2 obr., 4 přesuňte proud vstřikování elektronu z oxidu hradla na oxid prostoru
rozdělení čtyř vzorků přenosové charakteristiky jsou uvedeny na obr. 7 a vnější charakteristiky na obr. 8 (Campian, 2003)MODULOVÁNÍ POLOVODIČOVÝCH PROCESŮ A ZAŘÍZENÍ4Obr.7 ID-Vcs CharakterObr.8 Charakteristiky Ip-VosZvýšení bočního/odtokového sklonu snižuje také sériový odpor t, ale pro velmi náhlé profilové spojení imLion unikající proud v důsledku více krátkých kanálových efektů8
MOSFET DC režim pro zkreslení8 1 Intuice polovodičových součástek nakonec dorazí na základní limity, jakmile tranzistor dosáhne árie nanoměřítek V tomto kontextu musí modely MOSFET givariace a příslušné charakteristiky, jako je proud, tepelná vodivost, kmitání s vysokou volností a distor (Scholten, 2009) df lineární analogové modely pro nejmodernější tranzistory pomocí modelování efektů druhého řádu indukovaných vysokým vertikálním hradlovým polem, jako je degradace mobility a sériový odpor a efekty druhého řádu indukované saturací rychlosti paralelního kolektorového pole v ohmické oblasti, délkou kanálu modulace, statická lavina feedbaak a samoohřev v oblasti saturace Po důsledném popisu indukčnosti v ohmické a saturační vazbě zahrnuli tyto modely effehe MOSFET pomocí vyjádření kompaktního odvodňovacího proudu po dobu, kdy mobilita kanálu musí být mechanicky tloušťka terezní lávky v řáduA, menší než De Broglieho vlnová délka výpočtů ukazuje, že energetická dílčí pásma elektronů a normální elektrické pole Ex, V oblasti slabé inverze, kde je mnoho dílčích pásem, lze kvantové efekty zanedbat, ale v silné inverzi, kde pouze
In-TehAbstracting a neziskové použití materiálu je povoleno s uvedením vašich prohlášení a autora nebo editora a jiné osobní použití díla
8 2010 In-tehPrvní publikováno v dubnu 2010Technický redaktor: Sonja Mujacicsemiconductor Technologies, editoval Jan GrymlsBN98-953-307080
Předmluva Technologické materiály polovodičů, nové struktury, výrobní nástroje a nová vylepšení vytvářejí půdu pro nová vysoce výkonná elektronická a fotonická zařízení Tato zařízení typu bookand, včetně jejich modelování, návrhu, integrace a výrobyVysoké náklady a enormní nárůst výpočetní techniky za nedávným rychlým pokrokem z modelování, simulace, optimalizace a návrhu prezentuje nejmodernější polovodičové procesy a demonstruje několik příkladů: simulace spínacích charakteristik SiC GTO, MOSFET DC modelování pro analýzu zkreslení nebo high-k dielektrikum kladou nové požadavky na Výroba polovodičů Výroba polovodičů patří k nejnáročnějším a nejsložitějším výrobním systémům zahrnujícím obrovské investice a špičkové technologie Kapitola 3 pojednává o automatizaci a integraci s analýzou kontaminace Kapitola 5 Techniky plazmového zpracování a jejich nové aplikace leptání, hloubkové oxidace technik a jejich aplikace ve strukturách na bázi MOS a plynové senzory především z jeho široké a přímé energetické bandgap, tepelného a chemicgelectronového driftu
Kapitola 8 je komplexní prezentací zařízení MOS založených na GaN s důrazem na popis různých metod depozice dielektrika. Kapitola 9 se autoři zabývají dvěma novými koncepty pro výkon středního až vysokého napětí, které přímo řeší omezení proud IGBT a S] MOSFET technologie Kapitola 10 je věnována studiu externí optické zpětné vazby polovodičových laserů na bázi nanostruktur V kapitole 11 autoři zkoumají vliv transportu elektronů na optické vlastnosti kvantově-kaskádových struktur. oxid na bázi minumdopovaného ZnO pro solární články Kapitola 13 shrnuje přípravu vysoce puri
Metoda inženýrství zařízení poskytující vysokou funkčnost lineárních zařízení s vertikální dutinou využívající saturovatelné absorpce v polovodiči5,15 je nejmodernější technologií plně optických klopných obvodů, kapitola Současný vývoj technologií optické detekce na platformě V kapitole 17 , autoři popisují konstrukci, technologii výroby a zařízenípoliticky inteligentní zesilovač
V kapitole 18 autoři navrhují nový přístup k ultrarychlému plně optickému zpracování založenému na zařízeních s kvantovými tečkami Kapitola 19 pojednává o současném stavu a směrování plně optického digitálního zpracování prostřednictvím polovodičových optických zesilovačů Konečně kapitola 20 představuje nový přístup k biomedicínskému monitoringu a analýze vybranýchhumanrym
Obsah MODELOVÁNÍ POLOVODIČOVÝCH PROCESŮ A ZAŘÍZENÍ2 Iterativní metoda řešení v polovodičových rovnicíchNorainon mohamed, Muhamad zahim sujod a mohamad shawal Jad3 Automatizace a integrace ve výrobě polovodičůDa-Yin liao4 Monitorování kontaminace a analýza a analýza kontaminace JeanoMichellahaya Sheemi arn, Xiankai Sun, M David Henry, Amnon Yariv a Axel Scherer6
Mokrá tepelná oxidace gaAs a GaN7 Selektivní oxidace na InAlAs s vysokým obsahem india/In GaAs Metamorfní tranzistory s vysokou elektronovou pohyblivostí8 polovodičová zařízení s oxidem kovu na bázi GaN Polovodičová zařízení Haling-Ting Lee s využitím nové nano struktury pro nízké ztráty Critical Feed backanostructure-Based Semiconductor Laserslectron transport efekt na optickou odezvu kvantové-casca253ykhailo Klymenko, Oleksiy Shulika a igor Sukhoivanov
Tvarozek, Pavol Sutta, Sona Flickyngerov3 Role prvků vzácných zemin v technologii lll-V polovodičů připravovaných kapalným epitaxanem Grym, Olga Procházková, Jiří Zavadil a Karel Dansksed nelineární vertikální dutinová polovodičová zařízení pro celooptické zpracování signálůClaudio Porzi , Mircea Guina, Nicola Calabretta, Antonella Bogoni a5, polovodičové technologie založené na plně optických klopných obvodechAntonella Bogoni, Gianluca Berrettini, Paolo Ghelfi, Antonio MalacameGianluca Meloni, Luca Poti a Jing Wangm Technologie fotodetektoru pro optiku v aplikaci InP Mach-Z Nový modulátor Monolith InP Mach-Z Ultra-rychlé plně optické zpracování signálu založené na zařízeních Quantum Dot Ezra
B Lembrikov9processing prostřednictvím polovodičových optických zesilovačůntonella Bogoni, Emma Lazzer, Gianluca Meloni,ca poti a mirco scaffa20 Elektrooptické monitorování a analýza lidských kognitivních procePetra Solánková a vladimír Tvarožek
POLOVODIČOVÉ PROCESY A MODELOVÁNÍ ZAŘÍZENÍFlorin babaraFakulta elektroniky Telekomunikace a informační technologie univerzita Politehnica v Bukurešti, Rumunsko1 Zavedení znalostí je silně ovlivněno brComputer Aided Design-TCAD Zde je zajímavá pozitivní zpětná vazba, která pomáhá konstruktérům provádět modelování, simulaci a navrhování nových zařízení vylepšený výkon, který má výpočetní výkon Kapitola představuje nejmodernější modelování procesních zařízení doplněné o nové aspekty, které autor představil ve svých posledních několika letech, jako jsou výsledky jeho výzkumů2 Modely v mikro a nanoelektronikě TCAD je základem nanoelektroniky rychle postupují
Analýza zahrnuje separaci celku na jednotlivé části, jejich charakterizaci a dementaci a také zkoumání prvků systému a vztahů mezi nimi k pochopení Simulace je imitativní reprezentací operace druhého nebo zkoumáním problému bez experimentování Pokud přijmete modelování je vytvoření reprezentace nebo simulace problému, procesu nebo zařízení, vytvoření popisu nebo analogií, které pomohou vizualizaci aspektů, které nelze přímo pozorovat Modelování je potřeba pro analýzu, simulaci a navrhování optimálnější než model pro analýzu, která by měla odrážet fyzikální aspehplikaci metody Monte Carlo, která je ekvivalentní vytváření imitativní reprezentace fungování systému Musíme předchozí experimenty a simulační aplikace modelu Také musíme znát limity modelu, abychom neinterpretovali výsledky jen skrze nepatřičnost od
Polovodičové technologieVývoj elektronických zařízení zahrnuje mnoho testů a zmetků pro výrobu až do zformovaných modelů Impldevice, simulace a analýzy, nyní i v budoucnu lze podstatně snížit. Hrubý odhad ušetřených analýzou a simulací je řádově o 40 % Toto procento závisí těžké podmínky každého jednotlivého projektu Úplná eliminace testů a zmetků, které jsou dnes možné kvůli nejistotě mnoha parametrů dostupných modelů, které jsou již velmi sofistikované, zejména proto, že kvantová mechanika snižuje náklady na experimentální numerické modelování zařízení. miniaturizované, pro které pouze velké modely predikce a analýza zařízení p22 Technologický model technologický model je schematický nebo analogový popis jevu nebo systému, který záleží na jeho vlastnostech uzlu, a navazující na další modely, které znamenají modelovaný fenomén V tomto ukončeném Kvantitativní empirický model v tomto případěexon, který se hodí Fyzické modely mohou produkovat vysvětlení nebo pohledy na jev zařízení studované i studovaný efekt není přímo pozorovatelný Fyzikální a empirické modely slouží jako prostředky pro studované procesy nebo zařízení; Určité aspekty skutečných zařízení nebo procesů lze prozkoumat studiem charakteristik nebo prostřednictvím simulačního času testu a stabilního a optimalizovaného často, simulačního alokačního okna, které pomáhá optimalizovat strukturu zařízení nastavením dimenzí.
Největší pokročilý induktor de3 Vývoj fyzikálních modelůVývoj fyzikálních modelů je obecně v následujících fázích: Učinit model kvalitativníVytvořit model kvantitativním způsobem kvalitu jevu pozorovattoto moderovat studované metody To je zvláště důležité v mikroelektronech, které zkoumané nejsou pozorovatelné Příkladem je popis modelu Bohrova atomu, jádra obklopená