过程仿真与进程仿真：semulator3d真的tcad？

我有兴趣注意，Silvaco最近将Semulator3d列为其网站上胜利过程单元软件的竞争对手。在TCAD过程模拟空间中被提及为竞争者。但我想借此机会检查以下问题 - 是Semulator3d和胜利过程细胞真正直接的竞争对手吗？
在表面上，两个Semulator3d和胜利过程细胞都可以做一些类似的东西。两种工具都是快速的布局驱动过程建模引擎，用于构建MEMS和半导体器件的3D模型。两种工具都可以模拟单个流程步骤或整个过程序列，并可以模拟各种过程和设备类型。两种工具都可以创建适合其他物理模拟的网格。

图1：3D MEMS执行器，使用尖叫过程制作[1]

但尽管存在肤浅的相似之处，但过程模拟和过程仿真之间存在重要区别。过程单元格及其直接竞争对手（Synopsys Sentaurus流程和类似）是过程仿真工具，并以TCAD仿真技术为基础。“仿真”这个词在这里是关键，因为这些工具使用物理进程模型模拟了处理步骤，由物理输入参数（植入能，蚀刻时间和温度等）驱动。这些工具产生的模型非常适合于晶体管电气性能的详细仿真。但由于模型的复杂性，可以建模的芯片区域相对较小 - 通常是单个晶体管，或者在大多数单个布局单元中。并且由于他们的TCAD遗产，过程模拟工具通常由脚本语言驱动（强大但可能难以学习）。

另一方面，Semulator3d是一个过程仿真工具。Semulator3d使用几何参数 - 描述各个处理步骤的形状，厚度或深度的几何参数来创建流程步骤的模型。虽然不是物理参数的根本，但是几何参数更容易确定（例如，可以从设备的SEM中提取）。Semulator3D由易于使用的图形界面驱动，释放用户考虑处理问题而不是脚本语法。并且Semulator3D具有独特的能够在微米而不是纳米中测量大面积的硅。

图2：MEMS阈值加速度计，使用溶解的晶片工艺和硅/玻璃晶片BOLD制造[2]

那么，这意味着什么？从我的角度来看，这意味着两个过程模拟和仿真都很有用，但对于不同的任务。

3D过程仿真（TCAD）理想地适用于详细的设备模拟 - 以及用于各个设备的详细电气性能仿真 - 或许是单个单元格。

相反，3D过程仿真（Semulator3D）非常适合快速3D模型生成，可视化，处理/布局验证，尤其是通信。由于Semulator3D快速且易于使用，因此它是关于在FAB内的处理主题进行通信的好方法。流程工程师和集成团队可以通过在Fabbing之前通过验证其流程和布局来节省晶圆。由于Semulator3d以多种标准格式支持文档创建，因此它是流程文档的一个很好的工具。

所以当你有点细节看看这两个工具时，它们真的很完全不同。两者都很有用，有能力，但以不同的方式。也许两种工具都会在过程开发周期中找到一个利基，并结合制作过程开发更有效和盈利。

有关Semulator3D的更多信息，请参阅主Semulator3D网页。

Silvaco胜利过程细胞和Synopsys Sentaurus流程是各自所有者的商标。

参考：

[1] MacDonald N，1996“尖叫微机电系统”，微电子工程32 49-73。
[2] Selvakumar A，Yazdi N，Najafi K，2001“宽范围微机械阈值加速度计阵列和接口电路”，J. MicroMech。微生费。11 118-125。