موضوع مقاله: شبیه‌سازی فرایند نیم‌رسانا | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # شبیه‌سازی فرایند نیم‌رسانا | مقدمه: شبیه‌سازی فرایند نیم‌رسانا مدل‌سازی ساخت افزاره‌های نیم‌رسانا مانند ترانزیستور است. | ## بخش 1: شبیه‌سازی فرایند نیم‌رسانا | این نتیجه همان‌طور که در اینجا نشان داده شده‌است هندسه نهایی و غلظت تمام مواد آلاینده است. سپس توسط برنامه‌های دیگر برای پیش‌بینی خواص الکتریکی افزاره‌های تشکیل شده استفاده می‌شود. شبیه‌سازی فرایند معمولاً به عنوان ورودی برای شبیه‌سازی افزاره، مدل‌سازی مشخصات الکتریکی افزاره استفاده می‌شود. پردازش و شبیه‌سازی افزاره، ابزارهای اصلی مرحله طراحی را تشکیل می‌دهند که به‌عنوان تی‌کَد یا فناوری طراحی به کمک رایانه شناخته می‌شوند. با در نظر گرفتن فرایند طراحی مدار مجتمع به عنوان یک سری مراحل با کاهش سطوح انتزاع، سنتز منطق در بالاترین سطح و تی‌کَد با نزدیک‌ترین مرحله به ساخت، فازی با کمترین میزان انتزاع خواهد بود. به دلیل مدل‌سازی فیزیکی دقیق، شبیه‌سازی فرایند تقریباً به‌طور انحصاری برای کمک به توسعه افزاره‌های منفرد، چه گسسته یا به عنوان بخشی از یک مدار مجتمع، استفاده می‌شود. ساخت افزاره‌های مدار مجتمع نیازمند یک سری گام‌های پردازشی است که جریان فرایند نامیده می‌شود. شبیه‌سازی فرایند شامل مدل‌سازی تمام مراحل ضروری در جریان فرایند به منظور بدست آوردن پروفایل‌های آلاینده و تنش و تا حدی کمتر، هندسه افزاره است. جانمایی به‌عنوان یک برش خطی در یک جانمایی کامل برای یک شبیه‌سازی دوبُعدی یا یک برش مستطیلی از جانمایی برای یک شبیه‌سازی سه‌بُعدی انتخاب می‌شود. | ## بخش 2: شبیه‌سازی فرایند نیم‌رسانا | تی‌کَد به‌طور مرسوم عمدتاً بر بخش ساخت ترانزیستور از جریان فرایند متمرکزشده است که با تشکیل اتصال‌های سورس و درین پایان می‌یابد - همچنین به عنوان تولید انتهای خط نیز شناخته می‌شود. انتهای خط تولید، به عنوان مثال لایه‌های میان‌هابند و دی‌الکتریک در نظر گرفته نمی‌شوند. یکی از دلایل ترسیم، در دسترس بودن ابزارهای تحلیل قدرتمند مانند فنون‌های میکروسکوپ الکترونی، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) است که امکان اندازه‌گیری دقیق هندسه افزاره را فراهم می‌کند. هیچ ابزار مشابهی برای اندازه‌گیری دقیق با وضوح بالا پروفایل‌های آلاینده یا تنش در دسترس نیست. با این وجود، علاقه فزاینده ای برای بررسی تعامل بین گام‌های تولید مرحلهٔ پیشین و مرحلهٔ پسین وجود دارد. به عنوان مثال، تولید مرحلهٔ پیشین ممکن است باعث ایجاد تنش در ناحیه ترانزیستور تغییرکردن عملکرد افزاره شود. این تعاملات نیاز به میانجی‌های بهتر برای ابزارهای شبیه‌سازی مرحلهٔ پسین یا منجر به یکپارچه‌سازی برخی از این قابلیت‌ها در ابزارهای TCAD می‌شود. علاوه بر گسترش دامنه اخیرِ شبیه‌سازی فرایند، همیشه تمایل به داشتن شبیه‌سازی‌های دقیق‌تر وجود داشته‌است. با این حال، مدل‌های فیزیکی ساده‌شده معمولاً برای به حداقل رساندن زمان محاسبات مورد استفاده قرار گرفته‌اند. | ## بخش 3: شبیه‌سازی فرایند نیم‌رسانا | اما، کوچک شدن ابعاد افزاره، تقاضاهای فزاینده ای را برای دقت پروفایل‌های آلاینده و تنش ایجاد می‌کند، بنابراین مدل‌های فرایند جدیدی برای هر نسل از افزاره‌ها اضافه می‌شود تا با نیازهای دقت جدید مطابقت داشته باشد. بسیاری از مدل‌ها مدت‌ها قبل از اینکه مورد نیاز باشند توسط محققان طراحی شده‌اند، اما گاهی اثرات جدید تنها زمانی شناسایی و درک می‌شوند که مهندسان فرایند یک مشکل را کشف‌کنند و آزمایش‌هایی انجام شود. در هر صورت، روند افزودن مدل‌های فیزیکی بیشتر و در نظر گرفتن اثرات فیزیکی دقیق‌تر ادامه خواهد داشت و ممکن است تسریع شود. روش‌های شبیه‌سازی فرایند مراحل فرآیندی که اغلب با شبیه‌سازی فرایند مرتبط هستند عبارتند از کاشت یون، بازپخت (پخش و فعال‌سازی آلاینده)، زُدایش، لایه‌نشانی، اکسایش و برآرایی. سایر مراحل متداول عبارتند از: مسطح‌سازی شیمیایی-مکانیکی (CMP)، سیلیسیدِش ، و فروکشی . آزمایشگاه فرایند: شبیه‌ساز فرایند مبتنی‌بر اکسایش PROPHET آزمایشگاه فرایند : پخش وابسته‌به غلظت هم پخش استاندارد و هم پخش وابسته‌به غلظت را شبیه‌سازی می‌کند (شبیه‌ساز فرایند مبتنی‌بر PROPHET) آزمایشگاه فرایند : پخش با نقص-تزویج‌شده، پخش آلاینده تزویج‌شده با نقص‌های نقطه‌ای را شبیه‌سازی می‌کند (براساس PROPHET) PROPHET پروفت یک برنامه کامپیوتری برای حل مجموعه معادلات دیفرانسیل جزئی در یک، دو یا سه بُعد فضایی است. تمام ضرایب مدل و پارامترهای مواد در یک کتابخانه پایگاه داده موجود است که می‌تواند توسط کاربر تغییر یا اضافه شود. | ## جمع‌بندی | ابزارهای تی‌کَد دانشگاه استنفورد نسخه غیرتجاری شامل کد منبع یونیکس برای SUPREM 3 و ۴.