Diese Arbeit behandelt sowohl die Integration als auch die Anwendung von Simulatoren in der CMOS-Entwicklung. Kapitel 2 gibt eine kurze Einführung in das von der Konzeption her wohl derzeit rigoroseste TCAD-System namens Viennese Integrated System for Technology CAD Applications (VISTA), zu dem im Rahmen vorliegender Arbeit von der ersten Stunde an beigetragen wurde.
Eines der wesentlichen Merkmale von VISTA ist die interaktive Bedienungs- und Programmierumgebung TCAD-Shell, die zum einen die Kontrolle von Simulatoren und zum anderen die Erweiterung und Programmierung des Gesamtsystems auf hohem Funktionalitäts- und Abstraktionsniveau erlaubt. Dazu werden in Kapitel 3 die Konzepte der Ereignissteuerung, Subprozeßverwaltung, grobkörnigen Parallelisierung und des netzwerkweit verteilten Rechnens erläutert und der Gewinn an Funktionalität und Bedienungskomfort durch die Integration eines Simulators in das TCAD-System VISTA am Beispiel von MINIMOS [Sel80] dargestellt.
Das TCAD-System VISTA mit den integrierten Simulatoren wurde im Rahmen von Industriekooperationen in der Entwicklung neuer und verbesserter CMOS-Technologien eingesetzt. In Kapitel 4 wird dazu eine logische Abfolge der Einzelsimulationsschritte entwickelt. Zu jedem Arbeitsschritt werden die zugehörigen Kennlinien und physikalischen Effekte des MOS-Transistors dargestellt.
Anhand von konkreten Aufgabenstellungen industrieller Partner werden zwei wichtige Gebiete der CMOS-Entwicklung aufgearbeitet: In Kapitel 5 wird ein drastisch vereinfachter Herstellungsprozeß mit extrem seichten, aber hochdotierten Doppel-Wannen für einen State-of-the-Art Multi-Megabit-Speicherbaustein entwickelt.
In Kapitel 6, dem zweiten Anwendungsbeispiel, geht es um das Problem der Unterdrückung heißer Ladungsträger zur Steigerung der Bauelementlebensdauer. Dabei wird eine LDD- (,,Lightly-Doped Drain``) Struktur hinsichtlich mehrerer Prozeßparameter optimiert. Die durch die Simulation getroffenen Voraussagen werden durch Messungen der Lebensdauer am gefertigten Transistor eindrucksvoll bestätigt.
In Kapitel 7 werden Möglichkeiten zur Funktionalitätserweiterung und Steigerung der Praxisrelevanz von VISTA diskutiert.