器件仿真

GMPT, 2023/09/22

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   Nuwa TCAD仿真工具的器件仿真功能基于有限元/有限体积方法，数值求解半导体漂移-扩散方程，以模拟半导体器件的光学和电学特性，分析和预测器件性能。它帮助工程师深入了解器件内部的复杂物理现象，可应用于先进CMOS、功率及射频器件、显示技术以及光电子器件研发等多个领域。

功能

   Nuwa TCAD仿真工具是一款通用的半导体工艺和器件仿真工具，它的器件仿真具有以下核心功能：

器件结构设置

• 电极设置功能：添加欧姆接触和肖特基接触
• 半导体金属界面条件设置：设置半导体和金属界面势垒高度
• 器件结构显示：显示器件结构及其网格

• 网格局部调整功能：调整局部网格密度、设置局部掺杂
• 网格质量评价功能：评估网格质量

器件仿真——材料模型

   Nuwa TCAD软件器件仿真模型包含以下材料模型:

• 碰撞离化: 描述了在高电场下材料中的碰撞离化过程，可用于HEMT、SBD、MOSFET等高压器件的击穿电压仿真

• 缺陷：包含单能级、指数尾、高斯和均匀模型四种缺陷模型
• 迁移率随温度、电场、掺杂、缺陷变化
• Wurtzite材料极化、半极化及非极化模型：利用极化模型描述了III-V氮化物及其合金材料的自发极化效应，包括氮化镓、AlN、InN、InGaN、AlGaN、InGaAlN等
• 自由载流子吸收
• 有机材料特性
• 4x4/6x6/8x8KP能带计算理论

器件仿真——结构模型

   Nuwa TCAD软件器件仿真模型包含以下结构模型:

• 界面效应 在半导体/半导体、半导体/金属和半导体/绝缘体界面上，存在许多物理效应，包括界面陷阱、界面复合和界面固定电荷，这些效应对半导体器件的电学和光学性能有非常重要的影响。
  • 界面复合
  • 界面电荷
  • 界面缺陷
• 隧穿效应 隧穿模型实现半导体器件中的量子隧穿输运效应，其中包括带内隧穿、带间隧穿和陷阱辅助隧穿（TAT）。
  • 带内隧穿
  • 带间隧穿
  • 缺陷辅助隧穿
• 缺陷

器件仿真——器件模型

   Nuwa TCAD软件器件仿真模型包含以下器件模型:

• 热电子辐射
• ABC复合
• 量子阱载流子输运（包含Type II）
• EIM、BPM 侧模求解
• 纵向模式求解
• 光注入及多层膜光学传输
• 自热及热传输
• AC高频交流小信号分析‘
• FDTD及光线追踪
• Mini-band传输
• 非平衡格林函数（NEGF）
• 应力及应变

扫描设置

• 平衡态扫描
• 单扫描