レイアウト・ドリブン3次元プロセス・シミュレータ

Victory Process™は、汎用1次元/2次元プロセス・シュミレータとしての機能と、レイアウト・ドリブン3次元プロセス・シミュレータとしての機能を併せ持つシミュレータで、以下のようなプロセス・シミュレーションに使用できます。

エッチング/デポジション
  • 幾何学的モデルを使用したプロトタイプ高速構造計算
  • 物理モデルを用いたプロセス・ステップの詳細解析
イオン注入
  • 非常に高速な解析モデルを使用
  • 高精度モンテカルロ法を使用可能
アニール処理
  • 包括的なドーピング拡散モデルを使用可能
  • 階層的な酸化モデルを使用可能
ストレス・シミュレーション
  • ストレス履歴を考慮したストレス・エンジニアリング

はじめに

TCADツールの最も重要な用途の一つは、新しいデバイス・テクノロジを詳しく探求できることです。その時、デバイス技術者は、数多くの解析シミュレーションを行い、解析するテクノロジの有益性や欠点について、より良い理解を得ることができます。 そのような用途においては、複数のシミュレーションを順次実行し、各シミュレーションの結果ごとにその解析評価を行う必要があります。シミュレーション・サイクルの多くは、便宜上、割り当てられた期間内に完了することが求められ、シミュレーションの実行時間をできるだけ短くすることに高い優先順位が置かれます。現在、フルフローの標準CMOSシミュレーションでは、1次元と2次元のシミュレーションを組み合わせて実行する方式が最も一般的です。TCADシミュレーションを通じて得られることが期待される情報の大半は、単純化によって、デバイスを奥行き方向において一様に扱うこと(2次元シミュレーション)ができるようにすることで抽出可能となります。しかし、FinFETのように本質的に3次元であるデバイスの場合、あるいは、イオン注入時のシャドーイング効果やパワー・デバイスにおける降伏電圧のトレンチ形状を調査する場合には、3次元シミュレーションを行う必要があります。

プロセス・シミュレーションの最終的な目的は、活性ドーパント分布、ストレス分布、デバイス形状について正確な予測を行うことにあります。デバイス寸法の縮小傾向を背景に、ドーパント・プロファイルやストレス・プロファイルの精度向上を求める声は、ますます大きくなっています。そのため、さらなる高精度を求める要望に対応できるよう、各デバイス世代に対して新たなプロセス・モデルを追加していきます。

シルバコでは、ますます厳しさを増すお客様のこうした要望に応える製品として、1次元/2次元シミュレータとしての機能とマスク・ベース3次元シミュレータとしての機能を併せ持ちプロセス/ストレス解析を行う最新型シミュレータである、Victory Processを開発しました。Victory Processは、スタンフォード大学が開発した2次元ツールをベースに業界を牽引してきた技術をさらに拡張して組み込んだ、新世代のプロセス・シミュレータです。ファウンドリ/ファブレスのビジネス・モデルの違いに関係なくご活用いただけます。

Victory Processの2つの操作モード
  • ストラクチャ・エディタ・モード(セル・モード): 3次元構造のプロトタイピングを高速に実行します。
  • プロセス・シミュレータ・モード: 全機能を備えたレベル・セット法に基づくプロセス・シミュレータであり、複雑な物理ベースのエッチング、デポジション、リデポジション、イオン・ビーム・ミリング実験、ストレス依存の酸化分析など、プロセス・ベースの詳細解析により適しています。

おもな特長

  • 3次元構造の高速プロトタイピング機能で、プロセス問題を詳細に物理解析可能
  • 包括的な拡散モデル(Fermi、fullcpl、single-pair、5-stream)
  • ストレス解析を含む物理的な酸化シミュレーション
  • 正確さ、高速性に優れたモンテカルロ法に基づくイオン注入シミュレーション
  • モンテカルロ法に基づく注入や、拡散、酸化、および物理エッチングとデポジションの処理をマルチスレッドで効率的に実行
  • 物理デポジションとエッチングのための精巧な多重粒子流束モデル
    • 基板材料のリデポジションを考慮
    • 粒子反射を考慮
  • オープンアーキテクチャ採用で、カスタマ独自の物理モデルを容易に導入/修正
  • 構造のミラーリング、適応性のある不純物注入の細分化、電極設定を含む3 次元デバイス・シミュレータとシームレスに接続
  • 容易に習得でき、強力なデバッグ・モードを持ち、SUPREMと同様のユーザ・フレンドリなシンタックス
  • Athenaとの互換性
  • 1次元/2次元でも高速なキャリブレーション・プラットフォームとして使用可能
  • 1次元/2次元/3次元モードの自動切り替え
  • シミュレータ入力ファイル内でパラメータ化レイアウトを生成可能
  • 外因性/真性ストレス、格子不整合、温度履歴、ドーピング/ストレス要因層を含むストレス・シミュレーション
  • 実際のフォトレジストのマスク形状を考慮した、物理ベースの光学リソグラフィ・シミュレータ

メリット

  • 現世代のプロセス最適化に加えて、微細化に伴う挙動を予測できます
  • 新規の技術課題をより正確に理解できるようになります
  • シミュレーションで実験を代替することにより、ファウンドリはマスクとプロトタイプ開発の費用を削減できます
  • 仮想的なプロセスをベースとするPDKをシリコン製造段階に先立ち作成することにより、ファブレス企業は製品開発から市場投入までの期間を短縮できます

おもな用途

Front End of Line (FEOL)
  • 先端CMOS(FinFET、FDSOI)、ディスプレイ(TFT、LED、OLED)、パワー・デバイス(シリコン、SiC、GaN)、光学デバイス(CIS、太陽電池、レーザ)
CMOSイメージ・センサの3次元ネット・ドーピング分布
FinFETの3次元ネット・ドーピング分布
Mid End of Line (MEOL)
  • ディスク・ヘッド、STT-MR、RRAM
リデポジションを考慮したイオン・ミリング・シミュレーションの結果
Back End of Line (BEOL)
  • タッチパネル、LCD、TFT
SRAMセルのシミュレーション