Victory Atomistic
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Victory Atomistic:
원자 수준 시뮬레이션 및 양자 수송
벌크 파라미터로 소자를 설명할 수 없을 때 Victory Atomistic은 원자 단위로 소자를 해석하고 더 정밀하게 보정된 파라미터를 TCAD 흐름에 전달합니다.
Victory Atomistic의 기능
Victory Atomistic은 소자를 원자 단위로 모델링합니다. 비평형 그린 함수(NEGF)를 사용하여 양자 수송을 해석합니다. 구조는 수 개에서 약 100만 개의 원자까지 지원하며, 이는 연속체 소자 모델의 한계가 나타나는 범위입니다. 각 재료는 강결합 기술에서 시작하므로 구속, 변형률 완화 및 포논 모드를 피팅하지 않고 계산합니다. 새로운 재료나 첨단 노드에 보정 이력이 없을 때 원자 수준 시뮬레이션이 필요한 이유입니다.
주요 기능
양자 수송
자기일관 Schrödinger–Poisson 솔버가 정전기 특성을 결정합니다. 이어서 NEGF로 결맞음 및 비결맞음 산란을 포함한 I-V 특성을 얻습니다. 전체 NEGF가 필요하지 않은 문제에는 top-of-the-barrier 수송 또는 Quantum Transmission Boundary Method(QTBM)를 사용하여 더 빠르게 답을 얻을 수 있습니다. 실행 전에 힘장 완화로 변형된 형상을 구합니다.
산란
캐리어 산란은 사후에 추가하지 않고 Born 근사에서 자기일관적으로 해석합니다. 전자-포논(음향, 극성 및 비극성), 표면 거칠기 및 불순물 산란을 포함합니다. 이를 제외하면 예측값이 아닌 상한값인 탄도 전류를 얻습니다.
구조 및 재료
재료, 도메인 및 영역으로 소자를 정의합니다. 이후 의사 에피택시와 패시베이션 규칙이 경계 조건을 포함한 격자를 구축합니다. 강결합 데이터베이스는 벌크부터 2D 레이어까지 기존 및 신규 미세전자 재료를 포함합니다. 밴드 구조는 해당 파라미터 또는 Wannier90 해밀토니안에서 얻습니다. 지원 대칭은 섬아연석형, 우르츠광형, 단순 입방형, 다이아몬드형 및 삼방정계로, 그래핀과 BiTe를 포함합니다.
규모 및 성능
하나의 도구로 수 개에서 100만 개의 원자까지 처리합니다. 모드 공간 및 Büttiker 프로브 기법이 수송 계산 자체의 비용을 줄입니다. 이후 다단계 MPI 병렬화가 나머지 계산을 분산하며 수십만 개의 계산 노드에서 대규모 병렬 실행이 가능합니다. Silvaco의 TCAD 대화형 도구에서 모든 실행을 설정하고 검토합니다.
TCAD 흐름에서의 위치
Victory Atomistic은 주요 Victory 흐름 내부가 아닌 옆에서 연계하여 실행됩니다.
연속체 모델로 포착할 수 없는 효과를 해석한 다음 그 결과를 Victory Device로 전달합니다.
주요 시뮬레이션 대상
다섯 가지 소자 유형입니다. 네 가지가 같은 산업 페이지로 연결됩니다. 산업 분류가
물리적 구분보다 포괄적이기 때문입니다. 양자점과 위상 절연체는
같은 문제가 아니지만 동일한 페이지로 연결됩니다.
전이금속 디칼코게나이드(TMD)를 포함한 2D 재료 소자
구속이 소자 특성을 결정하는 양자점 및 양자 우물
첨단 CMOS, TFET, FinFET, 나노와이어 및 슬래브에서 산란을 포함한 전자 수송
LED를 포함한 광학 소자
위상 절연체 및 실험적 소자 구조
기술 파트너
2018년 8월
Purdue University
Victory Atomistic은 Purdue가 개발하고 Silvaco가 라이선스를 획득한 NEGF 기반 양자 수송 코드 NEMO5에서 시작되었습니다. 연구에서 NEMO를 사용했다면 기반 물리에 이미 익숙할 것입니다.
Simulation Standard
2025년 7월
작은 단면의 실리콘 나노와이어 FET를 여러 전자-포논 산란 메커니즘이 포함된 NEGF로 분석하여 5 nm 이하 소자를 다룹니다. 최적화된 솔버로 합리적인 가격의 최신 컴퓨터에서 하루 이내에 활용 가능한 I-V 곡선을 얻을 수 있습니다.
평가 및 상담
평가하기
연속체 모델이 과소평가하는 누설이나 재현하지 못하는 문턱 전압 변화 등 잘못 예측하는 현상을 가져오세요. 실행을 시작하기 전에 원자 수준 시뮬레이션으로 해결할 수 있는지 확인할 수 있습니다.
기존 사용자
라이선스를 보유한 사용자는 지원 및 다운로드를 통해 설치 파일과 매뉴얼을 받습니다. 제품 소개서와 실용 시뮬레이션 발표 자료는 로그인 없이 이용할 수 있습니다.
원자 수준 시뮬레이션 관련 질문
원자 수준 소자 시뮬레이션이란 무엇인가요?
평균화된 재료 특성을 가진 연속체 대신 실제 원자 격자로 소자를 모델링합니다. 밴드 구조, 구속 및 변형률은 원자 배치에서 도출됩니다. 피팅된 파라미터를 제공할 필요가 없으며, 새로운 재료에는 바로 이러한 피팅 파라미터가 아직 없습니다.
기존 소자 시뮬레이터 대신 원자 수준 시뮬레이션이 필요한 경우는 언제인가요?
유효 질량과 밴드갭 같은 벌크 파라미터의 의미가 줄고 캐리어의 파동성이 수송을 결정하기 시작할 때 필요합니다. 이는 5 nm 이하, 나노시트와 나노와이어, 양자점 및 2D 재료 채널에서 나타납니다. 그 이전에는 Victory Device 같은 드리프트-확산 시뮬레이터가 더 빠릅니다.
NEGF란 무엇이며 작은 소자에서 왜 중요한가요?
비평형 그린 함수(NEGF)는 바이어스가 인가된 소자의 수송을 다루는 양자 이론 형식이며, 이는 작동 중인 나노스케일 트랜지스터의 조건입니다. 결맞음 및 비결맞음 산란을 포함한 I-V 특성을 제공하므로 터널링과 포논 상호작용을 보정항으로 추가하지 않고 계산합니다.
Victory Atomistic은 얼마나 큰 구조를 시뮬레이션할 수 있나요?
최대 약 100만 개에서 최소 수 개의 원자까지 지원합니다. 상한에 도달하려면 하드웨어만큼 계산 방법도 중요합니다. 모드 공간 투영과 Büttiker 프로브가 MPI 병렬화 이전에 문제 규모를 줄여 큰 구조도 현실적인 시뮬레이션 시간 안에 완료할 수 있습니다.
2D 재료를 지원하나요?
예. 강결합 데이터베이스는 벌크 재료부터 2D 레이어까지 포함하며 전이금속 디칼코게나이드 소자도 시뮬레이션할 수 있습니다. 해당 재료의 강결합 파라미터 집합이 아직 없다면 대신 Wannier90 해밀토니안에서 밴드 구조를 가져올 수 있습니다.
원자 수준 결과는 Victory Device에 어떻게 반영되나요?
Victory Device의 고전 및 준고전 모델에 더 정밀한 파라미터를 제공합니다. 필요한 작은 부분에만 원자 해상도 계산 비용을 한 번 지불하면 전체 소자는 연속체 모델의 속도로 실행됩니다. 원자 수준 시뮬레이션은 기존 흐름을 대체하지 않고 보정 단계로 활용됩니다.
TCAD 제품군의 다른 도구
Victory Process
Victory Device
Utmost IV
Victory RCx
Victory Mesh