Nuwa 半导体工艺和器件仿真软件(TCAD)
分析半导体器件内部物理机理,优化工艺和器件设计,提高半导体器件的特性、产品研发效率和良率

应用领域

GMPT, 2023/09/22

   Nuwa TCAD仿真软件是一款通用的2D和3D半导体工艺以及器件仿真工具,可广泛应用于微电子、光电子、通信等多个领域。它为工程师提供了专用工具,用于分析、设计和优化半导体器件和制造工艺,推动半导体技术的不断进步和创新。

功率器件和射频器件

   5G、消费电子、汽车、航空航天等市场对功率和射频器件的需求不断增加,特别是对基于宽禁带半导体材料碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)的功率和射频器件的需求增加,正在推动功率半导体器件的持续发展。Nuwa TCAD仿真工具可以协助客户设计和优化功率器件以及制造工艺,从而缩短开发周期并降低成本。

  • 具有用户自定义/定制化材料库,支持用户通过物理参数的调整以进行新型宽禁带材料的仿真。
  • 支持Si、SiC和GaN功率器件的工艺仿真,包括沉积、刻蚀、离子注入以及应力等过程。
  • 具备高阶高精度数值求解器,可用于复杂器件的仿真,支持功率二极管、IGBT、晶闸管、GaN HEMT、SiC功率MOSFET等器件的稳态和瞬态特性仿真,以及自热仿真等功能。

显示面板

  当前,显示面板技术广泛应用于车载显示、智能手机和平板电脑、智能穿戴显示、AR/VR、透明显示等多个领域。Nuwa TCAD仿真工具在显示技术领域能够提供以下支持:

  • 多种晶体管类型的工艺仿真建模和器件仿真,包括a-Si TFT、LTPS TFT、IGZO TFT等器件。
  • 发光器件的仿真,包括LED、OLED、microLED等器件。
  • 提供基于器件物理机理的仿真方案,用于解决充电不足、残像等问题,以提高图像质量。

光电子

  在光电子领域,TCAD仿真工具可用于设计和优化光电器件,包括激光器、光波导、太阳能电池、探测器等。

  • 光伏和太阳能领域
    • 光伏市场伴随着可再生能源和电池技术的发展迅速增长,Nuwa TCAD仿真工具有助于优化太阳能电池的设计和性能。
    • 材料库包含太阳能电池涉及的材料,包括且不限于α-Si、α-SiGe、Poly-Si、α-SiC、Si,GaAs、InGaAs、AlGaAs,Ge、InGaP、Mo等典型材料。
    • 提供表面复合模型、缺陷模型、多层膜光学模型、隧穿模型等太阳能电池器件仿真所需模型。
  • 硅光子
    • 主要用于光纤通信。
    • Nuwa TCAD仿真工具支持边发射、VCSEL激光器和波导器件的工艺仿真建模和器件仿真,通过仿真硅与光之间的相互作用,联合Macondo波导和电磁波仿真软件,实现模式求解等功能。
  • CMOS图像传感器(CIS)
    • CMOS图像传感器能够提供高质量和高分辨率的图像,在成像和图像处理领域具有广泛应用,特别是在手机摄像头、高端数码相机、消费电子和科学研究等领域。
    • Nuwa TCAD仿真工具支持工艺仿真和器件仿真,可用于构建CIS器件结构,实现器件分析和优化。此外,与Macondo波导和电磁波仿真软件结合使用,还能实现有限差分时域的光学仿真。

先进CMOS工艺

  • FinFET

  FinFET是现代纳米电子半导体器件制造的基础,它解决了平面CMOS在微缩到20nm时面临的亚阈值漏电和短沟道效应等问题。目前,它已经成为14nm、10nm和7nm工艺节点的主流栅极设计。Nuwa TCAD仿真工具在FinFET研发领域提供以下功能支持:

  • 支持FinFET工艺和器件仿真,可生成I-V曲线、量子弹道输运得到的子能带空间分布、电流分布等仿真计算结果。
  • 支持FinFET工艺和器件结构的设计与优化。

汽车

  新一代汽车是一个搭载现代电子系统的复杂平台,具有先进的图形用户界面、语音识别、触屏等功能。Nuwa TCAD仿真软帮助工程师设计和优化电子系统及器件,推动汽车产业的发展。

  • 针对汽车功率电子产品,Nuwa TCAD仿真工具支持新的功率半导体工艺和器件仿真,以提升器件性能。
  • 针对汽车中的数字显示,Nuwa TCAD仿真工具支持OLED、TFT、LCD和MicroLED器件的设计和优化。

光通信与数据通信

  在光通信与数据通讯领域,TCAD仿真有助于工程师和研究人员更好地理解、优化和设计光电子器件,常见应用包括:

  • 半导体激光器设计:在垂直腔面发射激光器(VCSEL)的设计中,协助改进激光器的性能、效率和稳定性。
  • 光波导、探测器、调制器设计:与Macondo电磁波仿真软件联合仿真,用于模拟和优化光波导的结构以实现所需的传输性能,优化探测器灵敏度、响应时间和噪声性能,仿真和设计各种类型的光学调制器以实现高速、高效的光信号调制。