【直播】全球半导体龙头企业虚拟仿真经典案例&解决方案

随着摩尔定律的发展，近些年半导体技术逐渐趋于物理极限，但却涌现出越来越多的创新性成果。除了不断攻克先进加工手段，从新材料、新器件结构、和新的封装方式等方面也在努力寻求革新。与此同时，一些关键性的问题也摆在了研发人员面前：

• 对于半导体行业来讲，时间成本是决定产品生存和发展的关键。如何缩短开发周期，以低成本将产品推向市场？
• 半导体制造过程中涉及非常复杂的物理化学机理，如何深刻认识这些机理，从而改善特定工艺过程？
• 半导体行业领域涉及到的材料众多（包括半导体、金属、聚合物、液体和气体等）。如何准确获取不同材料属性及其相互作用，以及精确预测新材料性质。甚至为器件仿真提供可靠的输入数据？

直播信息

报告题目

全球半导体龙头企业虚拟仿真经典案例&解决方案

报告时间

2022年4月19日（周二）15:00

主办方

源资科技VASP

直播二维码

讲座内容

本次线上直播，围绕以上几个问题进行探讨，分享众多全球半导体行业龙头企业的经典应用案例、热门学术研究话题：
1）DFT模拟器结合器件及工艺仿真2）金属硅化物工艺的原子级探索3）原子级模拟微电子材料机械、热、电特性4）电子器件金属触点的实验与理论研究5）SiGe相的弹性性质、电子结构、有效质量、迁移率6）半导体封装中使用的一些未填充树脂的物理特性7）氧基热固性塑料的导热、机械、氧气/水传输性质8）功率半导体SiC的相转变9）GaN/ScAlN异质结能带对齐10）宽禁带半导体β-Ga2O3的光电特性11）二维、一维半导体材料助力突破传统芯片限制

先导案例展示

01

物理建模开启半导体器件仿真新范式

探索基于当代和未来更先进技术节点的器件，发展超越传统 TCAD的模拟框架：将Vienna SchrÖdinger- Poisson (VSP)模拟器附加到 Minimos-NT 并为其提供输入，以取代经验密度和迁移率模型。
此方法具有预测性和可移植性，模型参数比经验模型少得多，从而使测量拟合值和基于ab-initio工具的输入值都易于管理。

*来源于全球 TCAD 解决方案有限公司

与Materials Design公司

02

半导体工艺的原子级探索

半导体制造过程中，如制备薄膜、掺杂、氧化、光刻、刻蚀等阶段，都会涉及到非常复杂的物理与化学机理。利用原子级模拟来深刻认识这些机理，有利于研发人员和工程师对工艺过程进行改善。
例如，在研究金属硅化物（Silicide）工艺技术方面，可基于第一性原理来定量分析硅衬底上形成的NiPt硅化物结构、相稳定性和扩散。对 Ni-Pt-Si 系统的关键结构和热力学特性进行更清晰和更详细的定量描述。此外，从头分子动力学模拟也可阐明扩散机制和Pt在硅化过程中的作用。

*来源于德州仪器公司先进CMOS外部开发和制造部门与Materials Design公司

03

材料虚拟仿真设计

材料虚拟仿真设计正在成为一种半导体行业的新兴工业实践。由此推动了众多虚拟仿真集成计算软件系统的发展，并作为工业科学家和工程师的有利研发工具。虚拟仿真设计涉及众多的理论和计算方法，如表1，不同计算方法可用于定量预测半导体行业感兴趣的材料特性。

表1. 半导体行业感兴趣的材料属性

（来自于MedeA材料模拟计算平台）

全球众多知名半导体企业利用虚拟仿真模拟材料特性，扩展电子器件的功能、构建新的系统、以及提高产品可靠性。

图5. 利用虚拟仿真设计的企业一览

（来源于MedeA平台用户）

图6. 精准预测不同材料性质

（数据来自MedeA平台）

*来源于Materials Design公司

总结

随着国家扶持政策和基金密集出台，国内半导体行业立足于实现自主可控的大趋势，开启了半导体行业发展的黄金期。在需要解决半导体行业面临的巨大挑战以及不断增长的计算机算力推动下，原子/分子模拟变得越来越有价值。全球领先的半导体公司已将此类方法作为其研发工作不可或缺的一部分。企业研发人员与工程师利用了众多虚拟仿真集成软件系统的强大功能和便利性，正努力攻克现阶段相关技术问题。

扩展阅读

 

编辑：黄琦

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