TCAD 器件工艺仿真
是什么
TCAD（Technology Computer-Aided Design）是仿真半导体器件物理与制造工艺的软件。核心功能分两块：
- 工艺仿真：模拟离子注入、氧化、淀积、刻蚀等制造步骤，预测器件几何结构和掺杂分布
- 器件仿真：给定结构，求解载流子输运方程，得到 I-V、C-V、漏电、击穿等特性
两者通常配合使用——先用工艺仿真建结构，再用器件仿真跑特性。主流工具：
| 工具 | 厂商 | 说明 |
|---|---|---|
| Sentaurus TCAD | Synopsys | 工业界与学界最广泛使用，工艺仿真（SProcess）+ 器件仿真（SDevice）一体 |
| Silvaco ATLAS / ATHENA | Silvaco | 另一大主流选项，部分高校有授权 |
适合谁用
做器件物理方向科研的人。典型场景：
- 设计新型 FinFET、GAA、TFET 等前沿器件结构
- 研究功率器件（SiC MOSFET、GaN HEMT）的击穿与导通特性
- 工艺参数优化（如栅氧厚度、沟道掺杂）而不用每次流片
快速上手
Sentaurus 的学习路径：
- SDE（Sentaurus Structure Editor）：画器件几何结构 + 定义掺杂
- SProcess：工艺流程仿真，输出结构文件
- SDevice：器件电学仿真，输出 I-V 等曲线
- Inspect / Tecplot：结果可视化
学习资源
- Synopsys Sentaurus 官方文档（需授权账号）
- Silvaco TCAD 官方教程
- 复旦微电：《集成电路制造仿真模拟原理和应用》（ICSE30014）课内会用到