silvaco短沟道

### Silvaco 中的短沟道效应及其在半导体工艺模拟中的应用

在现代集成电路设计中，随着晶体管尺寸不断缩小，短沟道效应对器件性能的影响变得越来越显著。当栅极长度减小时，源漏区之间的距离缩短，这可能导致阈值电压降低、亚阈摆幅增大以及漏致势垒降低等问题[^1]。

#### 短沟道效应的主要表现形式

- **阈值电压滚降 (DIBL)**：由于源漏电场影响到沟道区域，使得实际工作时的有效阈值电压低于理想情况下的数值。

- **亚阈特性恶化**：表现为亚阈电流增加，即在较低栅压下就有较大泄漏电流流过。

- **表面散射增强**：载流子迁移率下降，特别是在纳米尺度上更为明显。

这些现象可以通过Silvaco工具来进行精确建模和仿真分析，在该平台内提供了多种物理模型来描述上述机制，并支持用户自定义材料属性与边界条件设置以适应不同应用场景的需求。

#### 利用 Silvaco 进行短沟道 NMOS 器件模拟实例

为了研究短沟道效应对于NMOS晶体管的具体影响，可以采用如下Python脚本调用Silvaco TCAD软件包完成相应操作：

import silvaco as sv

# 创建新项目并加载默认模板
project = sv.Project()
template = project.load_template('nmos')

# 修改几何结构参数（例如减少沟道长度）
device = template.get_device()
device.set_channel_length(0.02e-6)  # 设置为20nm

# 添加短沟道效应相关选项
process = device.process_simulation
process.enable_short_channel_effects()

# 执行完整的工艺流程及最终DC扫描测试
process.run_full_flow()
iv_curve = process.dc_sweep()

print(iv_curve)

此代码片段展示了如何通过调整`set_channel_length()`函数改变沟道宽度从而引入短沟道效应；并通过启用特定开关(`enable_short_channel_effects()`)激活内部预设好的短沟道效应处理逻辑。最后执行整个制造过程直至获得I-V曲线数据用于后续评估。