韓雁、丁扣寶編著的《半導體器件TCAD設計與應用(微電子與集成電路設計繫列規劃教材)》內容主要分兩部分：**部分是主流TCAD軟件及其使用介紹，第二部分是TCAD技術的相關模型分析、優化使用方法及在集成電路片上ESD防護器件設計和功率半導體器件設計中的應用。本書側重於TCAD技術的應用，選取了主流TCAD軟件，每部分的主體設計流程均經過了流片和測試驗證，並已用於實際科研工作中，具有較強的代表性和實用性。

韓雁、丁扣寶編著的《半導體器件TCAD設計與應用(微電子與集成電路 設計繫列規劃教材)》主要內容包括半導體工藝及器件仿真工具Sentaurus TCAD，工藝仿真工具TSUPREM-4及器件仿真工具MEDICI，工藝及器件仿真工 具SILVACO-TCAD，工藝及器件仿真工具ISE-TCAD，工藝仿真工具（DIOS）的 優化使用，器件仿真工具（DESSIS）的模型分析，片上（芯片級）ESD防護 器件的性能評估，ESD防護器件關鍵參數的仿真，VDMOSFET的設計及仿真驗 證，IGBT的設計及仿真驗證。本書配套多媒體電子課件。 《半導體器件TCAD設計與應用(微電子與集成電路設計繫列規劃教材)》 不僅能幫助高等學校微電子學、電子科學與技術或其他相關專業的研究生、 高年級本科生和企業設計人員掌握TCAD技術，而且也可以作為從事功率器件 和集成電路片上ESD防護設計專業的科技工作者的重要參考資料。

第1章 半導體工藝及器件仿真工具 Sentaurus TCAD
1.1 集成工藝仿真繫統 Sentaurus Process
1.1.1 Sentaurus Process工藝仿真工具簡介
1.1.2 Sentaurus Process基本命令介紹
1.1.3 Sentaurus Process 中的小尺寸模型
1.1.4 Sentaurus Process仿真實例
1.2 器件結構編輯工具Sentaurus Structure Editor
1.2.1 Sentaurus Structure Editor（SDE）器件結構編輯工具簡介
1.2.2 完成從Sentaurus Process到SentaurusDevice的接口轉換
1.2.3 創建三維結構
1.3 器件仿真工具Sentaurus Device
1.3.1 Sentaurus Device器件仿真工具簡介
1.3.2 Sentaurus Device主要物理模型
1.3.3 Sentaurus Device仿真實例
1.4 集成電路虛擬制造繫統Sentaurus Workbench簡介
1.4.1 Sentaurus Workbench（SWB）簡介
1.4.2 創建和運行仿真項目
參考文獻
第2章 工藝仿真工具TSUPREM-4及器件
仿真工具MEDICI
2.1 TSUPREM-4的工藝模型介紹
2.1.1 擴散模型
2.1.2 離子注入模型
2.1.3 氧化模型
2.1.4 刻蝕模型
2.2 TSUPREM-4基本命令介紹
2.2.1 符號及變量說明
2.2.2 命令類型
2.2.3 常用命令的基本格式與用法
2.3 雙極晶體管結構的一維仿真示例
2.3.1 TSUPREM-4輸入文件的順序
2.3.2 初始有源區仿真
2.3.3 網格生成
2.3.4 模型選擇
2.3.5 工藝步驟
2.3.6 保存結構
2.3.7 繪制結果
2.3.8 打印層信息
2.3.9 完成有源區仿真
2.3.10 *終結果
2.4 半導體器件仿真工具MEDICI簡介
2.4.1 MEDICI的特性
2.4.2 MEDICI的使用
2.4.3 MEDICI的語法概覽
2.5 MEDICI實例1——NLDMOS器件仿真
2.6 MEDICI實例2——NPN三極管仿真
參考文獻
第3章 工藝及器件仿真工具SILVACO-TCAD
3.1 使用ATHENA的NMOS工藝仿真
3.1.1 概述
3.1.2 創建一個初始結構
3.1.3 定義初始襯底
3.1.4 運行ATHENA並且繪圖
3.1.5 柵極氧化
3.1.6 提取柵極氧化層的厚度
3.1.7 柵氧厚度的*優化
3.1.8 完成離子注入
3.1.9 在TonyPlot中分析硼摻雜特性
3.1.10 多晶硅柵的澱積
3.1.11 簡單幾何刻蝕
3.1.12 多晶硅氧化
3.1.13 多晶硅摻雜
3.1.14 隔離氧化層澱積
3.1.15 側牆氧化隔離的形成
3.1.16 源/漏極注入和退火
3.1.17 金屬的澱積
3.1.18 獲取器件參數
3.1.19 半個NMOS結構的鏡像
3.1.20 電極的確定
3.1.21 保存ATHENA結構文件
3.2 使用ATLAS的NMOS器件仿真
3.2.1 ATLAS概述
3.2.2 NMOS結構的ATLAS仿真
3.2.3 創建ATLAS輸入文檔
3.2.4 模型命令組
3.2.5 數字求解方法命令組
3.2.6 解決方案命令組
參考文獻
第4章 工藝及器件仿真工具ISE-TCAD
4.1 工藝仿真工具DIOS
4.1.1 關於DIOS
4.1.2 各種命令說明
4.1.3 實例說明
4.2 器件描述工具MDRAW
4.2.1 關於MDRAW
4.2.2 MDRAW的邊界編輯
4.2.3 摻雜和優化編輯
4.2.4 MDRAW軟件基本使用流程
4.3 器件仿真工具DESSIS
4.3.1 關於DESSIS
4.3.2 設計實例
4.3.3 主要模型簡介
4.3.4 小信號AC分析
參考文獻
第5章 工藝仿真工具（DIOS）的優化使用
5.1 網格定義
5.2 工藝流程模擬
5.2.1 澱積
5.2.2 刻蝕
5.2.3 離子注入
5.2.4 氧化
5.2.5 擴散
5.3 結構操作及保存輸出
參考文獻
第6章 器件仿真工具（DESSIS）的模型分析
6.1 傳輸方程模型
6.2 能帶模型
6.3 遷移率模型
6.3.1 晶格散射引起的遷移率退化
6.3.2 電離雜質散射引起的遷移率退化
6.3.3 載流子間散射引起的遷移率退化
6.3.4 高場飽和引起的遷移率退化
6.3.5 表面散射引起的遷移率退化
6.4 雪崩離化模型
6.5 復合模型
參考文獻
第7章 TCAD設計工具、仿真流程及ESD器件的性能評估
7.1 ESD防護設計要求及TCAD輔助設計的必要性
7.2 工藝和器件TCAD仿真軟件的發展歷程
7.3 工藝和器件仿真的基本流程
7.4 TSUPREM-4/MEDICI的仿真示例
7.4.1 半導體工藝級仿真流程
7.4.2 從工藝級仿真向器件級仿真的過渡流程
7.4.3 半導體器件級仿真的流程
7.5 利用瞬態仿真對ESD綜合性能的定性評估
7.5.1 TCAD評估基本設置
7.5.2 有效性評估
7.5.3 敏捷性評估
7.5.4 魯棒性評估
7.5.5 透明性評估
7.5.6 ESD總體評估
參考文獻
第8章 ESD防護器件關鍵參數的仿真
8.1 ESD仿真中的物理模型選擇
8.2 熱邊界條件的設定
8.3 ESD器件仿真中收斂性問題解決方案
8.4 模型參數對關鍵性能參數仿真結果的影響
8.5 二次擊穿電流的仿真
8.5.1 現有方法局限性
8.5.2 單脈衝TLP波形瞬態仿真方法介紹
8.5.3 多脈衝TLP波形仿真介紹
參考文獻
第9章 VDMOSFET的設計及仿真驗證
9.1 VDMOSFET概述
9.2 VDMOSFET元胞設計
9.2.1 結構參數及工藝參數
9.2.2 工藝流程
9.2.3 工藝仿真
9.2.4 器件仿真
9.2.5 器件優化
9.3 VDMOSFET終端結構的設計
9.3.1 結構參數設計
9.3.2 工藝仿真
9.3.3 器件仿真
9.3.4 參數優化
9.4 VDMOSFET ESD防護結構設計
9.4.1 ESD現像概述
9.4.2 VDMOSFET中的ESD結構設計
9.4.3 ESD防護結構的參數仿真
參考文獻
**0章 IGBT的設計及仿真驗證
10.1 IGBT結構簡介
10.2 IGBT元胞結構設計
10.2.1 IGBT的正向壓降設計
10.2.2 IGBT的正向阻斷電壓的設計
10.2.3 元胞幾何圖形的考慮
10.2.4 IGBT元胞仿真實例
10.3 高壓終端結構的設計
10.3.1 高壓終端結構介紹
10.3.2 高壓終端結構的仿真
10.4 IGBT工藝流程設計
10.4.1 使用材料的選擇
10.4.2 工藝參數及工藝流程
參考文獻