ATLAS：二维半导体器件仿真的基石与Silvaco TCAD实践

二维器件仿真在电子工程领域中扮演着关键角色，特别是在硅基半导体器件的设计与优化过程中。本文聚焦于Silvaco TCAD中的ATLAS模块，它是Silvaco公司提供的一款强大的仿真工具，专用于模拟和分析各种二维或三维半导体器件的行为。ATLAS框架集成了电学、光学和热学的物理模型，支持DC、AC、时域响应、光-电和电-光转换等多种特性研究。 ATLAS的核心模块包括S-Pisces（二维硅器件模拟器），它专门针对硅基器件进行精确模拟；Devices3D和Blaze2D/3D则是针对三维及新型材料器件设计的工具，能够处理不同类型的器件，如TFT、VCSEL、激光器等。此外，还有Luminous2D/3D模块，专注于光电子器件，Ferro模块负责铁电体介电常数模拟，Quantum模块处理量子限制效应，Giga2D/3D则适用于非等温器件模拟，NOISE模块用于噪声分析，而C-Interpreter和MixedMode模块则用于二维和三维器件的混合模式仿真，以及DevEdit2D/3D是交互式器件编辑器，为器件设计提供了直观的界面。 UTMOST III是ATLAS的重要组成部分，它允许用户提取器件参数和建立模型，特别适合Diode、MESFET、JFET、MOS、SOI和TFT等器件类型。然而，UTMOST III并非TCAD的一部分，而是独立的模型提取工具，仅提供Linux版本。 在现代电子行业中，TCAD软件如Silvaco的ATLAS因其能缩短研发周期，降低生产成本，成为半导体行业不可或缺的利器。然而，尽管Silvaco TCAD在半导体器件和集成电路设计中的广泛应用，相关的教材和资源相对较少。本书作者唐龙谷结合自身经验，详尽讲解了ATLAS和相关工具如DeckBuild和Tonyplot，旨在为初学者提供入门指南，并分享实用技巧，帮助他们更好地理解和利用这些高级仿真技术。 通过本书，读者可以学习到如何通过ATLAS进行精确的器件建模，理解不同模块的功能和应用场景，以及如何有效地利用这些工具进行器件性能评估和优化。对于那些希望进入半导体工艺和器件仿真领域的工程师，这是一份宝贵的学习资料，能够加速他们在这个高度竞争领域的专业成长。