深入理解Silvaco TCAD


参考资源链接：[Silvaco TCAD器件仿真教程：材料与物理模型设定](https://wenku.csdn.net/doc/6moyf21a6v?spm=1055.2635.3001.10343)
# 1. Silvaco TCAD概述与基本操作

Silvaco TCAD是一个用于半导体器件和集成电路设计的先进仿真工具，它能够帮助工程师在实际制造之前，以极高的精度模拟和分析半导体器件的行为。这一章节将为读者提供一个关于Silvaco TCAD的全面介绍，包括基本的安装步骤、用户界面以及如何执行一个简单的模拟。

## 1.1 TCAD工具的安装与环境配置

Silvaco TCAD的安装过程相对直接。以下是安装指南：

1. 访问Silvaco官方网站下载最新版本的安装程序。
2. 遵循安装向导指示完成安装。在安装过程中，需要选择合适的组件。
3. 环境配置：安装完成后，需要设置环境变量，以便能在任何目录下调用TCAD工具。

## 1.2 TCAD用户界面概览

安装成功后，打开TCAD软件，用户将看到如下主要组件：

- Device Editor：用于创建和编辑半导体器件的结构。
- Athena：用于执行器件工艺模拟。
- Atlas：用于执行器件物理模拟。

## 1.3 执行基础的器件模拟

为了执行基础的器件模拟，可以遵循以下步骤：

1. 使用Device Editor设计一个简单的二极管结构。
2. 在Athena中设置工艺参数，比如杂质扩散和氧化步骤。
3. 在Atlas中设置物理模型参数，例如载流子迁移率模型、复合理论等。
4. 运行模拟并等待结果。

通过这些步骤，用户可以学习如何操作TCAD工具，并获取相应的模拟输出。接下来，我们可以深入探讨TCAD背后的理论基础和模拟原理。

# 2. TCAD的理论基础与模拟原理

### 2.1 半导体物理基础

在TCAD模拟中，半导体物理知识是构建模型和解释模拟结果的基础。理解半导体物理中的基本原理对于进行有效的TCAD模拟至关重要。本小节将深入探讨半导体物理中的关键概念，为后续章节中模拟实践奠定理论基础。

#### 2.1.1 载流子动力学

载流子动力学描述了在电场和温度梯度作用下，电子和空穴的行为。载流子的运动遵循漂移-扩散方程，通过理解和运用这一方程，可以预测载流子在半导体器件中的分布和流速。

graph LR
A[初始载流子分布] -->|电场和温度梯度作用| B[载流子漂移]
B --> C[载流子扩散]
C --> D[载流子复合]
D --> E[达到稳态分布]

在TCAD模拟中，载流子动力学的参数需要精确设置，以确保模拟结果的准确性。参数包括载流子有效质量、迁移率、复合速率等。模拟时，这些参数可以根据实际材料特性和实验数据进行调整。

#### 2.1.2 能带理论与载流子复合

半导体材料的能带结构决定了其电子的能级分布，从而影响载流子的生成、传输和复合。能带理论是理解半导体物理的基础之一，其中载流子复合过程对器件性能有着重要影响。

graph LR
A[电子和空穴生成] --> B[载流子输运]
B --> C[复合过程]
C -->|辐射复合| D[光子释放]
C -->|非辐射复合| E[热量释放]

复合过程包括辐射复合和非辐射复合两大类。辐射复合如直接复合会产生光子，而非辐射复合如陷阱辅助复合则会产生热量。在TCAD模拟中，需要考虑不同复合机制对载流子寿命和器件性能的影响。

### 2.2 数值模拟的数学原理

数值模拟作为TCAD的核心技术，其数学原理的掌握是进行有效模拟的关键。本小节将介绍数值模拟中的一些基本数学原理，包括偏微分方程的离散化方法和迭代求解技术。

#### 2.2.1 偏微分方程的离散化方法

在TCAD模拟中，连续的物理问题通常通过偏微分方程（PDEs）来描述。为了数值求解，需要将连续的PDEs离散化为一组代数方程，即有限差分法或有限元法。

graph LR
A[物理问题定义] -->|微分方程描述| B[偏微分方程]
B -->|离散化方法| C[有限差分法]
B -->|离散化方法| D[有限元法]
C --> E[数值求解]
D --> E

有限差分法将连续的物理空间划分成网格，并在每个网格点上计算物理量的值。这种方法简单直观，但对网格质量要求较高。有限元法则在复杂几何形状和边界条件下表现出更好的灵活性。

#### 2.2.2 迭代求解技术

TCAD模拟中，求解离散化后的代数方程常常采用迭代方法。迭代方法可以有效地求解大型稀疏矩阵，常见的迭代求解技术包括雅可比法、高斯-赛德尔法和共轭梯度法等。

graph LR
A[离散化后的代数方程] -->|选择迭代方法| B[雅可比法]
A -->|选择迭代方法| C[高斯-赛德尔法]
A -->|选择迭代方法| D[共轭梯度法]
B --> E[收敛性分析]
C --> E
D --> E

迭代求解过程需要满足一定的收敛条件，以确保求解结果的准确性和稳定性。收敛性分析是迭代求解中的重要步骤，用于评估迭代过程是否正确进行。

### 2.3 TCAD模拟流程详解

本小节将详细探讨TCAD模拟的流程，从模拟前的准备工作，到模拟的执行与监控，以及最后的结果分析与后处理。

#### 2.3.1 模拟前的准备工作

模拟前的准备工作是整个模拟流程中的第一步，需要根据实际的物理问题和模拟目标，构建相应的几何模型和物理参数。

graph LR
A[问题定义] --> B[材料选择]
B --> C[结构设计]
C --> D[网格划分]
D --> E[参数设置]

几何模型的设计需要精确反映实际器件的结构，网格划分则要求既能保证计算精度，又能高效利用计算资源。参数设置包括材料属性、边界条件、初始条件等。

#### 2.3.2 模拟执行与监控

模拟执行阶段，需要对模拟过程进行监控，确保模拟运行正常，并对可能出现的问题进行调整。

graph LR
A[模拟启动] --> B[运行监控]
B --> C[结果保存]
C --> D[异常处理]
D --> E[模拟中断或继续]

在运行监控过程中，可以通过实时数据显示和日志记录来检查模拟过程是否按照预期进行。异常处理机制可以确保模拟在遇到计算错误时能够被适当地中断或采取其他措施。

#### 2.3.3 结果分析与后处理

模拟完成后，获得的原始数据需要通过分析和后处理，转化为可供分析和解释的信息。

graph LR
A[数据收集] --> B[结果可视化]
B --> C[参数提取]
C --> D[性能评估]
D --> E[模拟验证]

结果可视化是理解模拟结果的重要手段，通常使用图表和3D图形来展示模拟数据。参数提取和性能评估用于从数据中提取关键性能指标，最后通过模拟验证来确保模拟结果的准确性。

在TCAD模拟流程的每个环节中，理论知识、数学原理和模拟技术紧密结合，共同保障了模拟的准确性和可靠性。随着模拟流程的逐步深入，我们能够对半导体物理现象和器件行为有一个更为精确的预测和理解。

# 3. TCAD模拟的实践应用

## 3.1 器件级模拟实例

### 3.1.1 MOSFET器件的结构创建与模拟

在半导体器件的模拟中，金属-氧化物-半导体场效应晶体管（MOSFET）是最具代表性的一种器件。在TCAD模拟中，MOSFET的结构创建是模拟的第一步，其精度直接影响模拟结果的可靠性。

创建MOSFET器件结构的步骤如下：

1. **定义器件尺寸和材料**：在TCAD工具中，首先定义器件的尺寸参数，如栅长、源/漏区的宽度和深度等，并指定使用的半导体材料，比如硅。
2. **工艺模拟**：使用TCAD工具内置的工艺模拟器来模拟制备MOSFET的工艺步骤，例如光刻、离子注入、刻蚀等，这些步骤决定了器件的实际结构。
3. **网格划分**：对完成工艺模拟的器件结构进行网格划分，以供后续的物理模拟使用。网格的质量直接影响模拟精度，一般要求网格在器件的不同区域有适配的大小和形状。

### 3.1.2 器件性能参数提取与分析

在MOSFET结构创建之后，紧接着的步骤是性能参数的提取与分析。这些性能参数包括阈值电压、导通电流、亚阈值斜率、漏电流等，这些参数是评估器件性能的关键指标。

性能参数提取与分析流程：

1. **建立电势和载流子方程**：利用TCAD工具建立器件的泊松方程和载流子连续性方程。
2. **模拟电学特性**：通过施加不同的电压条件，模拟器件的直流电学特性曲线，如I-V曲线。
3. **分析结果**：从模拟结果中提取关键性能参数，如阈值电压（Vth）和饱和电流（Idsat）。
4. **优化设计**：根据提取的性能参数，优化器件结构或工艺流程，以满足设计规格。

### 代码块示例

以下是在TCAD环境中模拟MOSFET器件导通电流的一个简化示例代码：

# MOSFET Device Definition
# Material - Silicon
define material si {
    region {
        silicon { doping = 1e15 cm^-3; } # background doping concentration
    }
}

# Device structure creation
# Defining gate, source, drain, and substrate regions
device {
    region {
        silicon gate { doping = 1e18 cm^-3; } # n-type doping for gate
    }
    region {
        silicon source { doping = 1e20 cm^-3; } # p-type doping for source
    }
    region {
        silicon drain { doping = 1e20 cm^-3; } # p-type doping for drain
    }
    region {
        silicon substrate { doping = 1e15 cm^-3; } # p-type doping for substrate
    }
}

# Mesh generation
mesh {
    region silicon { x.size = 0.01; y.size = 0.01; }
}

# Physics simulation
solve {
    # Define electrical contacts
    contact gate {
        type = metal;
    }
    contact source {
        type = ohmic;
    }
    contact drain {
        type = ohmic;
    }

    # Apply bias
    solve potential on gate with potential = 1V;
    solve potential on source with potential = 0V;
    solve potential on drain with potential = 1V;

    # Extract performance parameters
    calculate Ids;
    calculate Vth;
}

# Analyzing results
analyze {
    plot Ids-Vg; # Plot the Id-Vg curve
}

### 参数说明与逻辑分析

- `region silicon gate { doping = 1e18 cm^-3; }`：此行定义了栅极区域的掺杂浓度为1e18 cm^-3。
- `solve potential on gate with potential = 1V;`：此行表示在栅极上施加1伏特电压。
- `calculate Ids;`：此行计算漏电流（Ids），即MOSFET的导通电流。
- `plot Ids-Vg;`：此行表示绘制漏电流随栅极电压变化的曲线，即Id-Vg曲线。

在上述代码中，我们定义了器件的基本结构，施加了偏置条件，并提取了模拟结果。这段代码的模拟结果用于进一步分析器件的性能参数。

## 3.2 过程模拟技术

### 3.2.1 晶圆加工流程的模拟

晶圆加工流程的模拟是TCAD应用中的一个重要部分，涉及到从单晶硅的生长开始，到最终形成所需器件结构的整个过程。TCAD模拟技术可以通过模拟每一步工艺，来预测和优化最终器件性能。

晶圆加工流程模拟的步骤包括：

1. **工艺模拟准备**：确定要模拟的工艺流程，包括氧化、掺杂、刻蚀、化学机械抛光等步骤。
2. **工艺参数设置**：为每一步工艺设置具体的参数，如时间、温度、气体流量等。
3. **运行模拟**：按照设定的工艺参数顺序执行模拟，TCAD工具会自动完成每一步的计算。
4. **结果分析**：分析最终的器件结构，检验是否达到了设计目标，并对存在的问题进行调整。

### 3.2.2 过程参数对器件性能的影响

过程参数的设置对器件性能有着直接影响。例如，掺杂浓度、离子注入能量、氧化时间等参数的变化都会影响器件的电学特性。

为了研究这些参数对器件性能的影响，我们可以通过进行一系列的模拟实验，每个实验改变一个参数，其他参数保持不变，然后比较结果差异。

### 表格：工艺参数对器件性能的影响

| 参数 | 初始值 | 范围变化 | 性能影响分析 |
|------------|--------|----------|--------------------------------------|
| 掺杂浓度 | 1e15 cm^-3 | 1e14 to 1e16 cm^-3 | 掺杂浓度的变化对阈值电压和导通电流有显著影响。 |
| 离子注入能量 | 50 keV | 10 to 100 keV | 不同能量下，载流子分布会有所不同，影响器件的亚阈值特性。 |
| 氧化时间 | 30 min | 10 to 60 min | 氧化时间延长会导致氧化层厚度增加，影响器件的栅控制能力。 |

通过上述表格，我们可以看到不同工艺参数的变化范围及其对器件性能的潜在影响。这样的分析有助于工程师在设计和制造过程中作出更好的决策。

## 3.3 电路级仿真整合

### 3.3.1 电路仿真与TCAD模拟的协同

在现代半导体器件设计中，电路级仿真与TCAD模拟的整合是非常重要的。TCAD模拟可以提供准确的器件物理参数，而电路仿真则能够对整个电路系统的行为进行模拟。两者的整合可以实现从材料、器件到电路的完整模拟，这为新型芯片设计提供了强有力的支持。

整合的步骤通常包括：

1. **提取器件模型参数**：从TCAD模拟结果中提取出器件的详细参数，包括IV曲线、电容-电压特性等。
2. **建立器件模型**：根据提取的参数，在电路仿真环境中建立相应的器件模型。
3. **电路级模拟**：将建立的器件模型放入电路中进行模拟，得到整个电路的行为。

### 3.3.2 SPICE模型参数提取

SPICE模型是电路仿真中最常用的器件模型。TCAD模拟结果可以用来提取SPICE模型的参数，实现从物理仿真到电路仿真的转换。

SPICE模型参数提取的关键步骤有：

1. **导出TCAD模拟数据**：将TCAD模拟的数据导出为一个适合SPICE读取的格式。
2. **定义SPICE模型**：根据TCAD模拟数据，在SPICE仿真器中定义相应的器件模型。
3. **参数校准**：通过对比TCAD模拟数据和SPICE仿真结果，校准SPICE模型参数，确保其准确性和可靠性。

### 代码块示例

以下是一个SPICE模型参数校准的示例代码块：

* MOSFET SPICE Model
M1 1 2 3 4 NMOS L=1u W=1u
.model NMOS nmos (Level=1 Vto=0.7 KP=30u Gamma=0.5 PHI=0.6 Lambda=0.02)

* Voltage Sources
Vgs 3 0 DC 1.5V
Vds 4 0 DC 3V

* Simulation Control
.options post=2
.tran 1n 10u
.save all
.end

* Parameter Calibration
.meas tran Ids when vgs=1.5
.meas tran Vth when Ids=1e-6

### 参数说明与逻辑分析

- `.model NMOS nmos (Level=1 Vto=0.7 KP=30u Gamma=0.5 PHI=0.6 Lambda=0.02)`：此行定义了一个NMOS模型，其中包括阈值电压（Vto）、载流子迁移率（KP）等参数。
- `.meas tran Ids when vgs=1.5`：此行表示在栅源电压为1.5伏时测量漏电流（Ids）。
- `.meas tran Vth when Ids=1e-6`：此行表示在漏电流为1e-6安时测量阈值电压（Vth）。

通过上述代码，我们可以执行一个电路级的模拟，并通过测量命令提取出MOSFET的关键性能参数，比如漏电流和阈值电压。这些数据通常用于与TCAD模拟结果进行对比校准，以提高SPICE模型的准确性。

# 4. TCAD高级技术与优化方法

TCAD（Technology Computer-Aided Design）技术不断进步，引入了许多高级技术和优化方法以提高模拟的准确性和效率。本章将深入探讨这些高级技术与优化手段，包括高级物理模型的应用、模拟结果的优化与验证，以及自动化脚本在TCAD中的应用。这些内容对于希望深入理解TCAD复杂模拟的工程师和技术人员来说至关重要。

## 4.1 高级物理模型的应用

### 4.1.1 高迁移率模型与量子效应

高迁移率模型用于描述电子和空穴在特定材料中的迁移行为，尤其在微纳尺度下，电子和空穴的量子效应变得尤为重要。TCAD软件通过引入如密度梯度模型（Drift-Diffusion Model）和量子力学模型来精确模拟这些效应。在实际操作中，用户需要根据模拟器件的特征尺寸和工作条件选择合适模型。

# 示例代码：高迁移率模型参数设置
# TCAD模拟软件中设置高迁移率模型的代码块示例
def set_high Mobility_modelparameters(device):
    # 设置高迁移率模型相关参数
    device.set_parameter("high_mobility", True)
    device.set_parameter("quantum_effect", True)
    # 其他与高迁移率模型相关的参数设置...

上述代码块展示了如何在TCAD模拟中启用高迁移率模型。需要注意的是，每个TCAD软件包中的参数名称和设置方法可能有所不同，本代码块仅为示例。

### 4.1.2 热效应与应力模拟

随着半导体器件的尺寸不断缩小，热效应和应力对于器件性能的影响变得越来越显著。为了更准确地模拟器件在工作时的热行为，TCAD引入了温度依赖模型和热应力模型。这些模型能够模拟温度场分布和热应力对器件材料特性的影响。

# 示例代码：热应力模型参数设置
def set_thermal_stress_model(device):
    # 设置热应力模型参数
    device.set_parameter("thermal_stress", True)
    device.set_parameter("temperature_field", True)
    # 其他与热应力相关的参数设置...

以上代码块展示了在TCAD中启用热应力模型的基本方法。在实际使用中，需要根据器件的具体材料和结构特性来调整模型参数。

## 4.2 模拟结果的优化与验证

### 4.2.1 模拟收敛性分析与优化

模拟的收敛性直接关系到模拟结果的准确性和稳定性。在TCAD模拟中，保证模拟收敛的方法包括调整网格大小、合理设置时间步长、选择合适的求解器等。通过监控模拟过程中的残差或收敛曲线，可以有效地判断模拟是否达到预期收敛性。

graph LR
A[开始模拟] --> B[监控收敛性]
B --> |收敛| C[模拟完成]
B --> |未收敛| D[调整参数]
D --> B

上述流程图展示了一个典型的TCAD模拟收敛性分析与优化流程。当检测到模拟未收敛时，需要回到参数设置阶段进行调整。

### 4.2.2 模拟与实验结果的对比验证

为了验证模拟结果的准确性，通常需要将模拟数据与实验数据进行对比。这需要准确测量实验中的相关参数，并在模拟中进行相应的参数调整。通过对比，不仅可以验证模型的准确性，还可以为进一步的模拟优化提供方向。

## 4.3 自动化脚本与批量模拟

### 4.3.1 脚本语言在TCAD中的应用

在TCAD模拟中，脚本语言被广泛用于自动化模拟流程。通过编写脚本，可以实现模拟的批量执行、参数扫描、结果数据的自动提取和分析等。熟练掌握脚本语言，如Python、Perl或Shell，将极大提高工作效率。

# 示例脚本：Python脚本批量运行TCAD模拟
import os

def run_batch_simulation(simulation_dir):
    # 遍历目录中的所有模拟任务
    for simulation in os.listdir(simulation_dir):
        # 构建完整的模拟路径
        full_path = os.path.join(simulation_dir, simulation)
        # 执行模拟
        os.system(f"tcad_simulation {full_path}")

上述代码块使用Python编写了一个简单的批量执行TCAD模拟任务的脚本。这个脚本假设每个模拟任务都存放在单独的文件夹中，并且都有一个可执行的TCAD模拟命令。

### 4.3.2 批量模拟流程的建立与管理

建立一个有效的批量模拟流程涉及到模拟任务的准备、执行和结果管理。这通常需要对模拟任务进行合理分类、规划模拟的执行顺序、并为每个任务设置唯一的标识符。此外，结果数据的管理也非常关键，它包括数据的归档、索引和查询。

通过以上各部分的介绍，我们可以了解到TCAD高级技术与优化方法的多样性以及其在模拟过程中的重要性。这些技术的应用可以显著提高模拟的精确度，并且可以通过自动化和批处理大幅提高工作效率。对于TCAD用户而言，掌握这些高级技术和优化方法是实现高质量模拟的重要保证。

# 5. TCAD在新兴领域的应用案例

## 5.1 微纳电子器件模拟

TCAD在微纳电子器件模拟领域的应用持续拓宽，尤其在纳米线晶体管和量子点太阳能电池等微纳结构的设计和性能预测方面显示出其独特优势。

### 5.1.1 纳米线晶体管的TCAD模拟

纳米线晶体管(Nanowire Transistors, NWTs)由于其优越的电学特性，在高性能集成电路中具有广泛的应用前景。TCAD在纳米线晶体管的模拟中，需要特别考虑量子限制效应、表面散射和接触电阻等因素。Silvaco TCAD的量子模型可以模拟这些纳米尺寸效应，确保模拟结果的准确性。

# 示例代码：TCAD模拟纳米线晶体管的配置

physics material硅
solve init
mesh spacing 0.01
device nanowire
n-well doping 1e18
source drain doping 1e20
gate oxide thickness 2nm
gate workfunction 4.5eV
solve final

在上述代码中，定义了硅材料和纳米线晶体管的基本结构参数，诸如掺杂浓度、栅介质厚度和栅金属的工作函数等。接着初始化求解器并进行网格划分，最后执行求解过程。

### 5.1.2 量子点太阳能电池的性能模拟

量子点太阳能电池(QDSCs)是一种新型的太阳电池，它们通过量子点的多激子生成(MEG)效应，具有理论上的高光电转换效率。TCAD模拟这些器件需要考虑量子点与电荷载流子的相互作用。TCAD工具能模拟这种复杂的物理过程，为设计高效太阳能电池提供了理论支持。

# 示例代码：TCAD模拟量子点太阳能电池的配置

physics solar-cell
solve init
mesh spacing 0.02
device multi-quantum-dot solar-cell
dot-diameter 5nm
dot-distance 20nm
dot-material CdSe
bulk-silicon doping 1e16
solve final

在本代码片段中，首先定义了太阳能电池的物理模型。然后初始化求解器，并对量子点太阳能电池的结构参数进行了设定。量子点直径、间距和材料等参数影响了器件性能，需要精确控制。

## 5.2 材料特性研究

TCAD同样适用于新型半导体材料的模拟及材料缺陷与可靠性分析，这对于材料研究和器件设计至关重要。

### 5.2.1 新型半导体材料的TCAD模拟

随着新型半导体材料的研究进展，如二维材料的出现，TCAD模拟技术也在不断更新以适应新的模拟需求。例如，在二维材料如石墨烯的模拟中，需要考虑其独特的电子特性，TCAD工具可以通过设置适当的参数来模拟这些特有属性。

# 示例代码：TCAD模拟二维材料石墨烯

physics graphene-material
solve init
mesh spacing 0.01
device graphene-transistor
material graphene
contact workfunction 4.6eV
gate oxide thickness 5nm
solve final

此段代码中，特别指定了石墨烯作为材料模型，并对石墨烯场效应晶体管的接触和栅介质参数进行了定义。TCAD求解器可以基于这些参数来模拟石墨烯器件的性能。

### 5.2.2 材料缺陷与可靠性分析

材料缺陷对器件性能和可靠性有着显著影响。TCAD工具通过模拟可以预测缺陷对器件电性能的影响，帮助工程师进行故障分析和优化设计。

# 示例代码：TCAD模拟材料缺陷对器件性能的影响

physics semiconductor-with-defects
solve init
mesh spacing 0.03
device silicon-dioxide-defect
defect-location z-direction 10um
defect-density 1e15
solve final

上述代码通过指定缺陷的位置和密度参数，来模拟缺陷对硅基器件性能的影响。缺陷位置和密度的调整使得TCAD可以模拟不同情况下的器件退化和失效行为。

## 5.3 系统集成与多物理场耦合

TCAD技术在系统集成和多物理场耦合方面也展现出强大能力，这些技术能模拟更为复杂的物理现象。

### 5.3.1 电子-光学耦合模拟案例

电子-光学耦合模拟是研究光电器件性能的重要手段，例如激光二极管和LEDs。TCAD可模拟电子和光子在器件中的传输与相互作用，帮助设计更高效的光电转换器件。

# 示例代码：TCAD电子-光学耦合模拟配置

physics semiconductor-electro-optical
solve init
mesh spacing 0.02
device laser-diode
optical-source wavelength 980nm
electron-density 1e20
photocurrent-density 10A/cm^2
solve final

在该段代码中，定义了光电器件的物理模型，设置了光学源的波长和光子密度，并模拟了器件的电子密度和光电流密度。

### 5.3.2 热-电-机械耦合在功率器件中的应用

功率器件在工作时会产生大量热量，影响器件性能和可靠性。TCAD工具能够模拟热、电、机械效应的相互作用，从而优化功率器件的设计。

# 示例代码：TCAD热-电-机械耦合模拟配置

physics semiconductor-thermo-mechanical
solve init
mesh spacing 0.05
device power-switch
thermal-source temperature 500K
electrical-load current-density 50A/cm^2
mechanical-strain strain-level 1e-3
solve final

上述代码演示了如何使用TCAD模拟一个功率开关器件的热、电、机械效应。代码中设置了热源的温度、电载荷的电流密度以及机械应变的水平。

TCAD在上述新兴领域中的应用案例展示了其在复杂物理过程建模与模拟中的强大能力。通过这些案例的深入研究，我们可以更准确地设计和优化未来的微纳电子器件。