与TCAD模拟集成流程模型的价值（以及如何执行此操作的一些提示）

如今，新的半导体技术使复杂的工艺流向工厂。需要这些过程流动以支持高级3D半导体结构的制造。在物理制造之前，它可以有助于模型流程流程和它们对新型设备的影响。

过程建模是一种技术，其可以使用对单元处理步骤的理解来预测设备的3D结构。在过程建模期间，单位过程（例如沉积保形性，蚀刻各向异性，选择性等）彼此相互作用，并且以复杂的方式与设计数据相互作用以影响最终的设备结构，就像它们在实际工厂一样。过程建模可以在实际制造之前识别过程问题（例如可变性问题），并且可以消除资格获得新技术所需的冗长的制造循环。

虽然流程建模很有用，但用户可能希望将3D模型（在过程模拟期间建造）从纯物理建模域中输出，并进入其他仿真域，例如电气设备仿真。当与第三方工具结合使用以模拟电气行为时，预测过程模型可以是一个强大的工具。例如，我们可以使用3D过程模型来模拟二极管，FinFET和其他离散设备的电气性能，可准确反映这些设备的物理和材料特性。

大多数设备电气仿真工具是基于TCAD的工具，通常是基于有限元的。这些工具中使用的有限元网格结构设计成模型物理结构并求解设备的电特性。表面采用数学方程或离散多边形建模。这适用于简单，定义明确的模型，但可以失败或者可以太过数学方式，对于半导体器件中的非常复杂的拓扑结构。TCAD建模的缺点之一是到达解决方案所需的计算时间 - 两个过程模型解决方案和设备电气解决方案。更大的建模区域通常意味着更长的仿真时间，并且使用有限元技术来建模复杂设备可能变得不切实际。

Semulator3D是一个过程建模平台，可以与第三方TCAD工具界面，以在制造之前评估设备电气性能。使用Semulator3D在典型的有限元的建模工具中使用Semulator3D的主要优点是，由于其独特的基于Voxel的网格和计算发动机，能够在大型设备区域中快速创建高度准确的3D模型。Voxel是3D像素，是产品网格和计算技术的基础。在Semulator3D中创建的基于体素的物理驱动的模型非常容忍，由于小掩模或模型缺陷，不会发生故障。这种造型技术是任意复杂的3D模型的理想选择，并且具有高精度，快速可靠。

为了将流程模型与TCAD模拟集成，用户必须将网格信息输入到过程建模工具中。用户通常可以在任何位置定义网格内的元素大小和其他参数。然后可以将卷网格导出到第三方TCAD工具或其他有限元求解器。

在Semulator3D中创建和导出最佳网格有时需要试验和错误迭代。我自己的经验表明，我通常通过在导出网格时使用默认网格参数设置获得最佳网格结果。如果我无法使用默认设置获取最佳网格结果，我将修改网格设置或修改网格设备的结构和材料区域。当然，还需要考虑体素分辨率，因为任何网格都会根据底层物理设备的结构和尺寸而变化。设置体素分辨率时，我通常建议使用Voxel分辨率等于设备结构的最薄层的25％。例如，如果结构的最薄层是1nm，则我们将使用0.25nm的体素分辨率。

定义和导出网格结构是将流程模型与TCAD模型集成时的关键步骤。您对工作充分的奖励 - 由于设备流程发生变化，快速准确地预测设备的电气行为的变化，而无需在FAB中经过冗长的构建和测试周期。