반도체 공정 및 소자 시뮬레이션
TCAD 소프트웨어 솔루션은 R&D의 일환으로서, 새로운 반도체 공정 및 소자를 개발하기 위한 핵심 요소입니다.
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
Field-Based RC Extraction
7
High Performance & High Accuracy Parallel SPICE Simulator
TCAD의 장점
개발 비용 절감
- 반도체 기술 개발에 소요되는 시간과 제조 주기를 단축합니다.
- ITRS 로드맵에 따르면, TCAD 시뮬레이션을 통해 개발 주기동안 최대 30%의 비용을 절감할 수 있습니다.
내부 물리 공정을 시각화
- 시뮬레이션을 통해서 소자의 ‘내부’를 볼 수 있습니다. 실험 측정을 통해 발생한 현상을 알 수 있지만, 그 원인을 알 수는 없습니다. TCAD는 그 원인을 설명할 수 있습니다. 예를 들어 다음과 같습니다:
- 전력 소자에 대한 역전압의 특성화는 역방향 바이어스가 높을 때 발생하는 현상을 알려 줍니다. 소자는 특정 전압에서 역방향에 의한 손상이 발생합니다.
- TCAD 시뮬레이션은 역방향 전류-전압 곡선을 재현할 수도 있지만, 소자가 손상되는 원인도 설명할 수 있습니다. TCAD에서 높은 충격으로 이온을 생성하여 소자 “내부를 확인” 하고, 반도체 내부의 어떤 영역이 먼저 영향을 받는지 확인할 수 있습니다.
Design Technology Co-Optimization (DTCO)
- TCAD는 레이아웃, 공정, 소자, SPICE, RC 추출 등 다양한 영역에서 설계를 개선하는 DTCO 플로우의 일부입니다.
- DTCO 통합 환경에서, TCAD에서 SPICE에 이르는 전체 플로우는 회로 설계 최적화를 위해 명확하고 실행가능한 결과를 제시합니다.
가상 실험
- 인과 관계 실험: 소자 설계 (레이아웃), 기술 (반도체 공정 단계) 또는 소자 동작 조건 (바이어스 등)을 변경하여 소자 성능을 이해하고 개선합니다.
- TCAD로 이론에 대해 실험: 모델 설정 및 계수를 통해 소자의 다양한 물리학적 영향을 제어합니다. 시뮬레이션에 적용한 이론이 측정 결과와 일치할 경우, 근본적인 원인을 찾아 소자의 동작을 물리적으로 이해할 수 있습니다.
소자의 특징을 명확하게 전달
- 반도체 소자의 설계와 반도체 공정은 복잡한 작업입니다. 엔지니어는 다양한 기술 전문 지식을 갖춘 동료들에게 문제와 가능성을 설명하고 이를 해결하기 위해 협력해야 합니다.
- TCAD를 활용하여 소자 및 공정의 변경 사항을 명확하게 전달: 제조 주기를 최소화하는 동시에 성능의 개선 사항을 명확하게 전달할 수 있습니다.
실바코의 TCAD 솔루션은 지난 수십년간 반도체 업계의 수많은 고객으로부터 그 명성을 인정받았습니다!
Numerical Algorithm to Perform Viscoelastic Analysis
2023 TCAD Baseline Release
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Understanding of Geometrical Boundary Conditions in Victory Process