Silvaco TCAD：半导体仿真与器件模拟实战

"仿真基础-electrical machinery" 本文主要讨论了半导体仿真技术的基础，特别是重点介绍了Silvaco TCAD软件，这是一个广泛应用于半导体器件和集成电路研究、开发、测试和生产中的工具。Silvaco TCAD由“Sil”、“va”和“co”三个词的首字母组成，意为“硅谷科技公司”，其产品线涵盖了从建模、TCAD、模拟软件到PDK解决方案的整个半导体产业链。 在仿真基础中，提到了器件仿真的核心是泊松方程和连续性方程，这些基本方程涉及到电流密度、电荷传输模型和载流子浓度等关键参数。其中，光电子模型、磁场下载流子传输模型、各向异性介电常数模型以及单粒子翻转模型等都是用来描述半导体行为的重要模型。这些模型通过特定的算法和表达式计算出各种物理量，进而解决复杂的半导体问题。例如，电流密度方程通常采用玻尔兹曼近似，并结合漂移-扩散模型、能量平衡传输模型和水力学模型等进行分析。 Silvaco TCAD软件以其强大的功能和广泛的应用范围而著称，其中SmartSpice是被公认为模拟软件的黄金标准，它支持多集成CPU，仿真速度极快，且收敛性优秀。Silvaco的产品还包括版图工具和验证工具，与多家知名Foundry如台积电、联电等有合作，提供完整的Analog Design Flow给IC设计者。 此外，书中还指出，计算机仿真在半导体行业中扮演着至关重要的角色，因为它能帮助缩短产品开发周期，降低研发成本。通过使用如Silvaco TCAD这样的工具，工程师可以在实际制造之前预测和优化器件性能，从而提高效率和成功率。 作者以多年的使用经验为基础，编写了这本书，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，详细讲解了二维工艺仿真器ATHENA和二维器件仿真器ATLAS，以及相关交互式工具DeckBuild和可视化工具Tonyplot的使用方法。虽然书中未深入探讨三维仿真，但依然强调了在进行三维仿真时需要注意的一些关键点。