基于Silvaco TCAD软件的肖特基梁式引线二极管的设计与研制

摘要

Silvaco TCAD软件以DeckBuild为运行核心仿真器的交互式环境工具，给半导体工艺所有阶段的设计仿真提供了强大的帮助，Silvaco TCAD软件包括可视工具DeckBuild和Tonyplot、器件编辑器DevEdit、工艺仿真工具ATHENA和器件仿真工具ATLAS，可以对肖特基梁式引线二极管进行模拟设计及器件仿真。
　　梁式引线（beam lead）技术用于高集成度二极管和微波组件中，其目的是尽可能地改进模块及提高互联的可靠性。肖特基梁式引线二极管（beam lead-SBD）的问世，很好地减小了器件的尺寸、体积，提高了使用频率。
　　本论文正是为了满足市场及国产化需求，以国内外市场通用的HSCH5340型肖特基梁式引线二极管为研制目标。从高频段微波肖特基梁式引线二极管的理论设计及其工艺技术的实现出发，通过Silvaco TCAD软件设计和器件仿真，对肖特基梁式引线二极管进行设计和工艺优化，实现了肖特基梁式引线二极管的工艺贯通，最终使器件达到研制目标。主要内容为：
　　1．结合近年来国内外对肖特基梁式引线二极管的研究，论述了肖特基二极管与pn二极管的区别，着重论述了本文的组织架构。
　　2．简单介绍了 Silvaco TCAD软件的特点及用途，结合国外对肖特基梁式引线二极管的研究，分析了梁式引线二极管的结构及使用。
　　3．重点分析了肖特基梁式引线二极管的设计，包括材料选择对肖特基电参数的影响、肖特基梁式引线二极管的VF、C、NF、VR、RD等电参数的设计、Silvaco TCAD软件对氧化等工序进行仿真设计以及在器件可靠性设计。
　　4．具体介绍了肖特基梁式引线二极管的的工艺实现。大致介绍了经典梁式引线二极管的通用工艺；梁式引线二极管的金属“梁”的分析与设计；重点描述了肖特基梁式引线二极管的工艺流程，通过五次光刻最终实现肖特基梁式引线二极管的工艺贯通。
　　5.对肖特基梁式引线二极管的工艺实现进行详细讨论。
　　综上所述，通过对肖特基梁式引线二极管的优化设计以及Silvaco TCAD软件对各工艺的仿真设计，经过多次工艺试验，完整实现了肖特基梁式引线二极管的工艺实现，完成了对产品的研制。

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第一章 绪 论

1.1 肖特基梁式引线二极管概述

1.2 肖特基梁式引线二极管的国内外动态

1.3 论文研究内容及组织结构

第二章 Silvaco TCAD软件简介

2.1 Silvaco TCAD软件的特点

2.2 Silvaco TCAD软件的功能

2.3 Silvaco TCAD软件的主要组件

2.4 本章小结

第三章 梁式引线二极管简介

3.1 肖特基梁式引线二极管的结构

3.2 梁式引线二极管的特点

3.3 梁式引线二极管使用注意事项

3.4 本章小结

第四章 肖特基梁式引线二极管设计与仿真

4.1 梁式引线二极管的材料的选用

4.2 梁式引线二极管的电参数优化设计

4.3 Silvaco软件设计及工艺仿真

4.4 梁式引线二极管的可靠性水平

4.5 标准和通用化

4.6 本章小结

第五章 肖特基梁式引线二极管工艺设计

5.1 梁式引线二极管的通用工艺

5.2 梁式引线二极管金属“梁”的分析与设计

5.3 梁式引线二极管的表面钝化分析

5.4 梁式引线二极管的工艺流程

5.5 本章小结

第六章 梁式引线二极管的工艺实现

6.1 硅片清洗

6.2 低温生长SiO2工艺

6.3 光刻

6.4 多层金属化技术

6.5 本章小结

第七章 测试分析及可靠性验证

7.1 电参数测试及分析

7.2 可靠性验证

第八章 结 论

8.1 本文的主要贡献

8.2 下一步工作的展望

致谢

参考文献