Sophisticated multi-particle flux models for physical deposition and etching with substrate material redeposition

Extremely accurate and fast Monte Carlo implant simulation

Layout-Driven 3D Process Simulator

Victory Process는 1D/2D 및 레이아웃 기반의 3D 공정 시뮬레이터로서, 다음 공정 시뮬레이션에 사용합니다

식각 및 증착

  • 기하학적 모델을 이용하여 프로토타입 구조를 빠르게 생성
  • 물리적 모델을 이용하여 공정 단계를 상세히 분석

이온 주입

  • 매우 빠른 해석 모델 이용
  • 매우 정확한 몬테 카를로 모델 이용

어닐링

  • 포괄적인 도핑 확산 모델 이용
  • 산화 모델 체계 이용

스트레스 시뮬레이션

  • 스트레스 히스토리를 고려한 스트레스 조작

소개

TCAD 툴의 가장 중요한 용도 중 하나는 소자 설계자가 특정 기술의 장단점을 이해할 수 있도록 많은 탐색 시뮬레이션을 수행하는 새로운 소자 기술을 탐구하는 것입니다. 이러한 경우 중간 분석과 함께 순차적 시뮬레이션을 필요로 합니다. 많은 시뮬레이션 사이클을 탐구에 할당된 시간 내에 실행해야 하므로 시뮬레이션 실행 시간을 최소화하는데 높은 우선순위를 두어야 합니다. 현재 전체 플로우 표준 CMOS 시뮬레이션은 1D 및 2D 시뮬레이션을 조합하여 수행하는 경우가 가장 많습니다. TCAD 시뮬레이션에서 원하는 대부분의 정보는 소자를 깊이에서 균일하게 처리하는 단순화(즉, 2D 시뮬레이션) 과정을 통해 추출할 수 있습니다. 다만 FinFET처럼 본질적으로 3D 소자이거나, 이온 주입 시의 그림자 효과 또는 파워 디바이스의 항복 전압에 대한 트렌치 형상을 조사하는 경우 3D 시뮬레이션을 수행해야 합니다.

공정 시뮬레이션의 최종 목표는 활성 불순물 분포, 스트레스 분포 및 소자 형상을 정확하게 예측하는 것입니다. 소자의 크기를 줄이면 불순물과 스트레스 프로파일의 정확성에 대한 요청이 늘어나므로, 새로운 정확도 요구에 맞추기 위해 소자의 각 세대에 새로운 공정 모델이 추가됩니다.

이를 위해, 실바코는 2D 스탠포드 툴의 기술 유산을 파운드리 및 팹리스 디자인 하우스를 위한 차세대 공정 시뮬레이션으로 확장하여 새로운 1D/2D 및 마스크 기반 3D 공정/스트레스 시뮬레이터, Victory Process를 개발했습니다.

Victory Process의 2가지 작동 모드

  • 구조 편집 모드 (셀 모드): 3D 구조 프로토타입을 빠르게 생성
  • 공정 시뮬레이터 모드: 전체 기능, 레벨-세트 기반 공정 시뮬레이터로서, 복합적인 물리적 기반 식각, 증착, 재증착 이온 빔 밀링 실험, 스트레스 의존성 산화 분석 등의 세부적인 공정 기반 시뮬레이션에 보다 적합

특징

  • 3D 구조 프로토타입을 빠르게 생성하여 특정 공정 문제를 심층적으로 분석
  • 포괄적인 확산 모델 세트: Fermi, full.cpl, single-pair, 5-stream
  • 스트레스 분석을 통한 물리적 산화 시뮬레이션
  • 빠르고 정확한 몬테 카를로 주입 시뮬레이션
  • 몬테 카를로 주입, 확산, 산화, 물리적인 식각 및 증착 등, 시간이 중요한 작업을 멀티스레드를 이용하여 효율적으로 수행
  • 물리적인 증착 및 식각을 위한 정교한 다중-입자 플럭스 모델
    • 기판 물질의 재증착
    • 입자 반사
  • 개방형 아키텍처를 통해 고객에 따라 물리적 모델을 쉽게 도입하여 수정
  • 구조 미러링, 조정할 수 있는 불순물 주입을 미세화, 전극 사양 등 3D 소자 시뮬레이터에 원활한 연결
  • 배우기 쉽고 강력한 디버깅 모드와 사용자에 친숙한 SUPREM 형식 구문
  • Athena와 호환
  • 1D/2D에서 빠른 보정 플랫폼으로 사용 가능
  • 1D/2D/3D 모드 자동 전환
  • 시뮬레이터 입력 데크에 파라메터 레이아웃 생성
  • 스트레스 시뮬레이션은 외부 및 내부 스트레스, 격자 및 열 불일치, 도핑 및 스트레스 레이어 포함
  • 사실적인 포토레지스트 마스크 형태를 위해 물리에 기초한 광-리소그래피 시뮬레이터

장점

  • Victory Process는 기존 공정을 최적화하여 크기 변경에 따른 작용을 예측
  • 새로운 기술 과제에 대한 이해 증진
  • 시뮬레이션으로 실험을 대체하여, 파운드리의 마스크와 프로토타입 비용을 절감
  • 실리콘 제조 단계에 앞서 가상 공정에 기초한 PDK를 생성하여 팹리스의 시장 출시 기간을 단축

적용

Front-end-of-line (FEOL)

  • 고급 CMOS(FinFET, FDSOI), 디스플레이(TFT, LED, OLED), 파워 디바이스(실리콘, SiC, GaN), 광학 소자(CIS, 태양 전지, 레이저)
CMOS 이미지 센서에서 3D 넷 도핑 분포 FinFET의 3D 넷 도핑 분포

 

 

Mid-end of-line (MEOL)

  • 디스크 헤드, STT-MR, RRAM
재증착을 실행한 이온 밀링 시뮬레이션 결과 

 

Back-end-of-line (BEOL)

  • 터치 패널, LCD, TFT
SRAM 셀 시뮬레이션