MOS器件TCAD仿真及SPICE模型

课程编码：180202140100P3004H 英文名称：MOSFET TCAD Simulation and SPICE Modeling 课时：40 学分：2.00 课程属性：专业课 主讲教师：卜建辉等

本课程是为电子科学与技术、微电子技术、集成电路设计与制造等专业的硕士研究生开设的课程。半导体器件仿真软件TCAD（Technology Computer Aided Design），采用数值仿真的方法，可以对对不同的器件结构进行优化，从而获得理想的电学特性。基于TCAD仿真数据或者实测数据，建立器件SPICE（Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis）模型，利用该模型对电路性能进行仿真预测。教学方式为教师讲授基本原理和技术，引导学生进行文献阅读和调研，通过具体实例和项目掌握TCAD仿真技术及器件SPICE建模技术。通过本课程的学习，希望能够提高学生从事科学研究的能力，更深入的掌握TCAD的概念与实用方法，掌握器件Spice模型建模及参数提取方法，为进一步学习其它专业课和从事专业研究打下基础。

集成电路制造工艺、半导体器件物理

第一章 TCAD技术概述 3学时 卜建辉
第1节 课程简介
第2节 半导体技术及应用
第3节 TCAD技术发展趋势
第二章 半导体数值仿真基础 3学时 卜建辉
第1节 序言
第2节 仿真流程概述
第3节 实例分析
第三章 TCAD半导体器件结构编辑 3学时 卜建辉
第1节 Sentaurus 及SDE介绍
第2节 MOSFET器件实例
第3节 3D器件仿真模式
第四章 TCAD半导体器件仿真 3学时 卜建辉
第1节 Sentaurus Device介绍
第2节 Sentaurus Device命令文件及器件仿真物理模型
第3节 仿真实例
第五章 TCAD上机实践 3学时 卜建辉
第1节 软件安装及功能熟悉
第2节 SPICE模型参数提取实战
第六章 原子尺度TCAD仿真工具介绍 3学时 卜建辉
第1节 量子输运仿真理论基础
第2节 Nanodcal 工具介绍
第七章 器件SPICE模型概述 3学时 卜建辉
第1节 SPICE模型历史介绍
第2节 常规电学模型介绍
第3节 统计模型介绍
第4节 可靠性模型介绍
第八章 MOS器件物理基础 3学时 卜建辉
第1节 MOSFET器件工作原理
第2节 MOSFET传输特性模型
第3节 MOSFET 小信号模型
第九章 MOSFET BSIM模型介绍 3学时 卜建辉
第1节 BSIM模型总体介绍
第2节 阈值电压模型
第3节 漏端电流模型
第4节 温度效应模型
第十章 参数提取软件介绍 3学时 卜建辉
第1节 参数提取软件基本功能介绍
第2节 提参软件高阶功能介绍
第十一章 BSIM模型参数提取流程介绍 3学时 卜建辉
第1节 电容参数提取
第2节 直流参数提取
第3节 分区模型及工艺角模型
第十二章 SPICE模型参数提取上机实践 3学时 卜建辉
第1节 软件安装及功能熟悉
第2节 SPICE模型参数提取实战
第十三章 器件SPICE模型应用 2学时 卜建辉
第1节 HSPICE介绍
第2节 常用器件及电路性能仿真

卜建辉，中国科学院微电子研究所研究员，中国科学院青促会会员，硕士研究生导师。2006年本科毕业于西安交通大学，2011年博士毕业于中科院微电子所，并获院优秀博士毕业生。长期从事半导体器件模型研究，作为项目负责人承担了中科院创新基金、中科院重点实验室基金及装发预研等若干项目。作为技术骨干参与了科技部01，02国家重大专项等项目，开发了多个工艺工艺节点的SOI器件模型及PDK，并在产品研发中得到了验证。目前已发表学术论文40余篇，申请专利100余项。
吴振华，中国科学院微电子研究所研究员，博士生导师。2006年本科毕业于南京大学，2011年于中国科学院半导体研究所获理学博士学位。 2011年-2016年于三星电子韩国总部半导体研发中心任半导体器件高级研发工程师。参与研发14nm,10nm节点半导体逻辑芯片，主要从事三维鳍形晶体管FinFET中的载流子输运特性研究，TCAD仿真设计，新原理器件path-finding。2016年入选中国科学院海外人才引进项目，进入中国科学院微电子研究所开展纳米尺度器件和仿真计算方法研究。已在国际主流学术期刊(APL, IEEE EDL, IEEE TED, PRB, PRL, Nature Materials等)发表同行评议学术论文100余篇，被引用2000余次，两篇论文入选ESI高引论文。APL，PRB, IEEE TED等期刊以及IEEE SISPAD, IEEE ISCAS等会议审稿人。