半導体プロセス/デバイス・シミュレーション
TCADソフトウェア・ソリューションは、R&Dサイクルの一環として新しい半導体プロセスおよびデバイスを開発する上で非常に重要です。
1
Implantation
Diffusion
Oxidation
Etch, Deposition, Epitaxy
Photolithography
Stress
2
- 2D and 3D Device Re-Meshing
- 2D and 3D Solid Modeling
3
Drift-Diffusion Based Device Physics
DC, AC, and Transient Analysis
Mixed Mode Simulation (TCAD + SPICE co-simulation)
Optical + Electrical Simulation
4
Atomic-Scale Transport Simulation
5
Device Characterization and SPICE Modeling
6
RC Extraction
7
High Performance & High Accuracy Parallel SPICE Simulator
TCADの利点
開発コストの削減
- 半導体テクノロジの開発にかかる時間の短縮および製造サイクルの削減
- ITRSロードマップによるとTCADシミュレーションでコストを最大30%削減可能
デバイス内部の物理的プロセスを可視化
- シミュレーションにより、デバイスの「内部」を見ることができます。実験的な測定では、何が起こっているのかは分かりますが、なぜ起こっているのかは分かりません。TCADを使えば、なぜ起こっているのかが分かります。例えば、
- パワー・デバイスの逆電圧特性解析では、高い逆バイアスで何が起こっているのかが分かります。デバイスは特定の電圧で逆方向絶縁破壊されているのです。
- TCADシミュレーションでは、逆方向の電流・電圧曲線を再現することもでき、また、なぜデバイスが絶縁破壊されたのかも分かります。TCADではエンジニアがデバイスの「内部」を見て、衝突電離により半導体内部のどの領域が最初に絶縁破壊されたのかを特定することができます。
設計と技術の協調最適化 (Design Technology Co-Optimization:DTCO)
- TCADはDTCOフローの一部として、レイアウト、プロセス、デバイス、SPICE、RC抽出など、複数の領域にわたる設計を改善します。
- 統合化されたDTCOフローの中で、TCADからSPICEへの完全なフローは、回路設計を最適化するための明確で実用的な結果をもたらします。
仮想実験
- 因果関係の実験: デバイス・デザイン (レイアウト)、半導体プロセス (テクノロジ)、またはバイアス (デバイスの動作条件) を変更することで、デバイスのパフォーマンスを理解し、改善することができます。
- TCADを使った理論の実験: モデルの設定や係数を介してデバイス内で起こるさまざまな物理現象の影響度を制御できます。シミュレーションに適用された理論が実験結果と一致すれば、それは根本原因を見つけ、デバイスのパフォーマンスについて物理的理解が得られたということになります。
デバイスの複雑さを十分に伝える
- 半導体デバイス設計および半導体プロセス開発は複雑な作業です。エンジニアは、さまざまな技術的専門知識を持つ多くの同僚に課題の内容や改善の糸口を説明し、互いに協力して課題解決に取り組む必要があります。
- TCADを利用することにより、デバイスおよびプロセスの変更を十分に伝えることができます。すなわち、製造サイクル回数を最小限に抑えると同時にパフォーマンスを向上できる可能性を明確に伝えることができます。
シルバコのTCADソリューションは社内で構築されてものであり、これまで企業、政府、そして大学など数千ものお客様により、数十年もの間、半導体業界で使用されてきた実績のあるソリューションです。
Numerical Algorithm to Perform Viscoelastic Analysis
2023 TCAD Baseline Release
Simulation Framework for Device-packaging Co-design for Power Electronics
Understanding of Geometrical Boundary Conditions in Victory Process