Silvaco TCAD实战：器件仿真与参数提取

"获取器件特性-electrical machinery" 在半导体器件分析和设计中，了解器件特性至关重要。这通常涉及复杂的仿真过程，特别是在使用二维器件仿真软件，如Silvaco TCAD中的ATLAS。在仿真过程中，可能会遇到收敛问题，例如在描述的示例中，当尝试计算1V时，势能更新过大导致不收敛。为了解决这个问题，仿真器会自动减小偏置步长，从1V逐渐减至0.0625V，但如果问题依然存在，系统会给出警告并可能无法找到精确解。这时，用户可以调整参数`maxtrap`来增加尝试收敛的次数，但在此之前，应确保网格密度合适，物理模型正确，以及迭代方法适当。 在实际应用中，器件的特性通常通过实验测量获取，如端口的电流-电压特性，这些特性可能随输入信号类型（直流、交流、瞬态等）、环境因素（温度、光照、压力、磁场等）变化。利用ATLAS，用户不仅能仿真得到器件的外部电学特性，还能深入探究内部物理现象，如载流子浓度分布、电势分布和电流密度等，这些都是实验仪器难以直接测量的。 在进行仿真时，首先所有电极都设为零偏压，随后逐步施加电流或电压，仿真步骤的大小需谨慎选择，过大可能导致不收敛。仿真流程包括`solve`状态来施加电压或电流，以及使用`log`和`save`命令记录计算结果，前者保存到日志文件，后者生成结构文件。`log`命令需置于`solve`之前，以确保`solve`的数据能够被记录。 Silvaco TCAD是一个广泛使用的半导体工艺和器件仿真工具，它整合了工艺仿真器ATHENA和器件仿真器ATLAS，以及交互式环境DeckBuild和可视化工具Tonyplot。对于初学者，理解如何有效地使用这些工具和解决仿真过程中遇到的问题是至关重要的。尽管TCAD软件在行业中广泛应用，但相关的学习资源相对较少，因此提供详细教程和实用技巧的书籍对于学习者来说非常有价值。本书旨在为半导体工艺和器件仿真的初学者提供一个全面的入门指南，帮助他们快速掌握仿真技术和实践经验。