Tetrahedral mesh for accurate 3D geometry representation

Voronoi discretization for conformal Delaunay meshes

3D Device Simulator

Victory Device는 반도체 소자의 전기 특성, 광학 특성, 온도 특성을 시뮬레이션하는 소자 엔지니어를 위한 프레임 워크입니다. Victory Device는 실리콘 및 2족, 3족, 4족 물질-기반 소자에 대한 DC 분석, AC 분석 및 변이 분석을 2D/3D로 실행할 수 있습니다. Victory Device는 고급 사면체 메쉬 엔진을 사용하여 복잡한 3D 형상을 빠르고 정밀하게 시뮬레이션하는 차세대 2D / 3D 소자 시뮬레이터입니다. Victory Device의 폭넓은 기술을 대상으로 반도체 디바이스를 특성화 및 최적화할 수 있습니다.

소개

나노 스케일의 소자 형상 및 미래의 기술 노드에 대응하기 위해서는 다양한 방법의 통합, 이종 반도체 물질의 처리, 전기 특성 / 열 수송 특성 / 광학 특성의 계산을 가능하게 하는 차세대 소자 시뮬레이션 툴이 요구됩니다. 소자 시뮬레이션은 소자 내부의 물리적 프로세스를 이해하고 묘사하는데 도움이 될뿐만 아니라 차세대 소자의 동작에 대해 신뢰할 수 있는 예측이 가능합니다. 소자 시뮬레이션은 새로운 소자 구조를 파라미터 분석을 통해 예측하는데 매우 유용합니다. 2D/3D 모델링 및 시뮬레이션 프로세스를 통해 현재 소자와 새로운 소자에 대해서 그 성질과 동작을 보다 정확하게 파악할 수 있습니다. 또한, 안정성과 확장성을 향상시키는 동시에 개발 기간의 단축과 위험과 불확실성의 완화에도 효과를 발휘합니다.

주요 특징

  • 범용성을 갖춘 2D/3D 소자 시뮬레이터
  • 사면체 메쉬로 3D 형상을 정확하게 표현
  • 등각 들로네(Delaunay) 메쉬에 대응하는 보로노이 (Voronoi) 이산화
  • 실리콘, 화합물, 유기 물질에 대하여 사용자 설정이 가능한 물질 데이터베이스를 갖춘 고급 물리 모델에 대응
  • 응력 의존의 이동도 모델 및 밴드갭 모델에 대응
  • C-Interpreter 또는 DLL을 사용하여 사용자 정의가 가능한 실제 모델을 지원
  • DC, AC, 과도 해석을 실행
  • 드리프트-확산 방정식과 에너지 균형 수송 방정식을 채택
  • 열 생성, 열 흐름, 격자열, 열 흡수 및 온도 의존 물질 파라미터 등을 포함한 자기-발열 효과를 일관되게 시뮬레이션
  • 분산 컴퓨팅을 지원하는 고급 멀티 스레드 수치 솔버 라이브러리를 채택
  • 양자 보정 모델 및 터널링 모델 이용 가능
  • 레이 추적법 및 FDTD법을 이용한 광학 시뮬레이션이 가능
  • 고급 멀티-스레드 수치해석적 솔버 라이브러리
  • 정확도를 64 비트, 80 비트, 128 비트, 160 비트, 256 비트, 320 비트로 지정 가능
  • Atlas 소자 시뮬레이터와 호환
  • 실바코의 강력한 암호화로 고객과 타사의 소중한 지적 재산권을 보호하기 위해 이용 가능

장점

  • 고급 반도체 소자의 전기적 특성, 온도 특성, 광학 특성을 분석하여 소자 성능을 최적화할 수 있습니다.
  • 현재 기술의 문제점을 파악하여 제품 개발 기간을 단축할 수 있습니다.
  • 새로운 소자 기술을 탐구하고 차세대 소자에 응용할 수 있습니다.

적용

전원 장치

Victory Device는 파워 MOS, LDMOS, SOI, 사이리스터, IGBT 등의 파워 디바이스의 전기적 동작 및 열적 거동을 시뮬레이션할 수 있는 기능을 탑재하고 있습니다. Victory Device에 채택되는 고급 3D Delaunay 메시에 대응하는 이산화법 및 확장된 정밀 수치로 SiC와 GaN 등의 와이드 밴드갭 물질에 대해 높은 안정성과 정확성을 갖춘 시뮬레이션 결과를 얻을 수 있습니다. 또한 전원 소자 회로에 내장된 SPICE 회로 시뮬레이터를 통해 시뮬레이션할 수 있습니다.

3D 전기장 분포. 전기장은 트랜치의 모서리에서 최대입니다.

 
고급 CMOS

핫 캐리어, 응력 및 양자 보정, 터널링 모델을 이용하여 FinFET와 FDSOI 등의 고급 CMOS를 시뮬레이션할 수 있습니다.

이 3D FinFET 시뮬레이션에서는 완전한 비구조 격자형의 3D 사면체 메쉬를 사용합니다. 메쉬는 도핑 및 계면에서의 세분화를 포함하여 모두 자동화되어 있습니다.

3D FinFET 구조

 

화합물 반도체

SiGe, GaAs, AlGaAs, InP, SiC, GaN, AlGaN, InGaN 등의 다양한 화합물 물질에 대응하고 있으며, 화합물 반도체를 사용한 복잡한 소자를 분석할 수 있습니다.

디스플레이

Victory Device는 고급 결함 모델에 대응하고 있으며, 박막 소자를 분석할 수 있습니다.

3D TFT A-Si:H IdVg 시뮬레이션

광전자

Victory Device는 태양 전지, CMOS 이미지 센서 등의 소자에 대해 광전 변환 특성을 시뮬레이션할 수 있습니다. 광학 시뮬레이션은 레이 추적법과 FDTD법을 모두 사용할 수 있습니다.

명암 조건의 CMOS 이미지 센서의 과도 응답을 분석한 3D 프로세스 및 디바이스 시뮬레이션은 다음과 같습니다.

명암 조건에 따른 센서 출력 전압의 비교

 

방사선

Victory Device는 고급 방사선 시뮬레이션 모델을 제공합니다. 단일 이벤트 업세트(SEU)와 싱글 이벤트 번 아웃(SEB) 총 도즈량, 선량률 등의 영향에 대해 정상 상태 분석, AC 분석, 과도 해석을 할 수 있습니다.