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SOI FinFETの3D解析ツール
SOI FinFETのシミュレーションフローとそこで使われるツールの概要を説明。プロセスシミュレーターCSupreによる3Dプロセスシミュレーション例を紹介。プロセスシミュレーションで作った構造データをもとに、デバイスシミュレーターAPSYSにおいて量子閉じ込めや酸化層の溶け込みや量子バリスティック電流輸送モデルなどのFinFETのモデリングの特徴とその解析例を紹介。
フォトニック結晶半導体レーザの3次元解析ツール
クロスライトの3次元TCADはフォトニック結晶半導体レーザ(PhCLD)解析のためのFDTDおよび電気-光シミュレーション環境を統合。クロスライトの3次元TCADは電気的ポンピングPhCLDをデザイン、最適化するためのツール。ユーザーフレンドリーで実用的なGUIはオリジナルのGDSIIレイアウトから最終的にレーザー発光特性のシミュレーションまでをカバー。
アバランシェフォトダイオードの解析ツール
APD(Avalanche Photodiodes)のシミュレーションで利用されるAPSYSの物理モデルを紹介。(ドリフト拡散(drift-diffusion)と流体力学(hydrodynamic)モデル。衝突電離(impact ionization)と過剰雑音(excess noise)要因。共振状態(Resonant condition))また、APDデバイスのモデリングと解析結果について紹介。（InP/InGaAs SAGCM APDのモデリング。InGaAs/AlGaAs RCE SAGCM APDのモデリング。GaAs/AlGaAs PIN APDのホットキャリア(hot carrier)モデル）
GaN HEMTのデバイス解析ツール
APSYSの電界効果トランジスタ(FET)デバイス解析に利用する物理モデルを説明。量子バリスティック電流輸送(Quantum ballistic current transport)モデルの紹介。APSYSによるGaN HEMTの非平衡グリーン関数法(NEGF: Non-Equilibrium Green's Function)と移動拡散方程式によるシミュレーション結果を比較。I-V特性の形状においてNEGFによる結果は実験結果に類似。
量子モデルおよび非局在輸送モデルによる解析ツール
従来の移動拡散ソルバー(drift-diffusion solver)に様々な量子モデル(quantum model)および非局在輸送モデル(non-local model)を含むように改良。それらのモデルは、量子および非局在的な物理を含むデバイスをシミュレーションする上で重要。そのようなアプローチでの潜在的な困難として、何らかの妥当性を判断することがユーザーに対して要求される。
デバイスシミュレーションにおける多体効果、エキシトン効果および不均一広がり効果の解析ツール
多体効果(manybody effect)およびエキシトン(exciton effect)と不均一広がり効果(inhomogenous broadening effect)をデバイスシミュレーターに搭載。結果は文献で発表された理論と実験データに合致。クロスライトは新しい利得/吸収スペクトルモデル(gain/absorption spectrum model)を全てのユーザーに推奨。
CMOSイメージセンサー3D解析ツール
クロスライトのTCADや3Dシミュレーションの特徴を紹介。また、3D構造を構築するためのツールであるMaskEditorやSemiCrafterの特徴を説明。実際シミュレーションを行うためにCMOSイメージセンサー(CMOS Image Sensor)のプロセスの概要を示し、各ステップ毎の作業を解説。
HEMTシミュレーションにおける解析ツール
「GaN/AlGaN HEMTにおける圧電分極(Piezoelectric charge)、核形成層(nucleation layer)と半絶縁トラップ(semi-insulating traps)」、「GaN/AlGaN HEMTにおけるホットキャリアトラップ(Hot Carrier Trapping)」、「InGaAs HEMTにおけるインパクトイオン化効果」の各課題を具体的なデバイスでシミュレーション、結果を解説。
薄膜トランジスタの3次元解析ツール
プロセスシミュレータCSupremとデバイスシミュレーターAPSYSを利用した3次元計算の概要を紹介。MaskEditorによるパターン作成、このパターンをもとにプロセスシミュレーション、プロセスシミュレーション結果をもとに薄膜トランジスタ(TFT)の電気的、光的特性をデバイスシミュレーションし結果プロットを表示。
多接合太陽電池のデバイス解析ツール
化合物半導体の単接合(single-junction)と多接合(multi-junction)太陽電池の2D/3Dシミュレーションの実施例を紹介。非局在(Non Non-local)トンネル接合モデル(tunnel tunnel-junction model)を実験によって較正。太陽光スペクトラム(solar spectrum)をバイアスに用いて外部量子効率(external quantum efficiency)を解析。I-V特性、Isc、Vocと量子効率はモデリングと実験結果が一致。複数太陽光(multi-sun)のモデリング結果から、最適な太陽数はコンタクトパッドの間隔によって変わり、異なる直列抵抗の効果が示された。
スラブ結合光導波路レーザの解析ツール
クラマース・クローニヒの方程式を用いた屈折率変化のメカニズムの温度依存や自由電子/プラズマモデルが妥当な結果を与える。LASTIPはLASTIPはSCOWLタイプの高出力レーザーにおいて横モードの振舞いの正確な見積を提供する。長い共振器のようなさらに踏込んだ解析には、軸方向空間ホールバーニング(longitudinal spatial hole burning)と端面光ダメージ効果(facet optical damage effect)を考慮する必要があるためPICS3Dを推奨。
量子井戸型赤外線センサーの自己無撞着モデルによる解析ツール
クロスライトのAPSYSはQWIP(Quantum Well Infrared Photodetectors)デバイスの解析に対して総合的な物理モデルを提供可能。そしてモデルの妥当性は実験結果と比較して十分にリーズナブルである。移動拡散理論(drift-diffusion theory)に対する非局所的な量子補正はQWIPの性質における光電流(photo-carrier extraction)を説明するのに必要。
ナノワイヤーMOSFETの非平衡グリーン関数計算による解析ツール
ナノワイヤーMOSFETを解析するための物理モデルの特徴を紹介。シミュレーション効率を最大限に引き出すために円柱座標系を使用。チャネル領域にはNEGF(Non-Equilibrium Green's Function)を使いその他の領域には通常の移動拡散(DD: drift-diffusion)を利用したハイブリッドなアプローチ。NEGFに量子とじこめと量子バリスティック電子輸送を含むサブバンドの柔軟な選択。他の全ての移動拡散方程式を合わせたNEGF方程式の自己無撞着解。
InGaN/GaN量子ドットLEDのデバイス解析ツール
LEDデバイスを例に量子ドット(quantum dots)のモデルを解説。量子ドットサイズごとの発光スペクトル(EL spectrum)をシミュレーション。また、実験結果とも比較。量子輸送の有無によるI-V特性をシミュレーション、結果を比較。また、実験結果とも比較。量子効率の解析、比較。量子ドットの密度の違いによる量子効率や発光スペクトルを比較。また、量子ドット(quantum dots)と量子井戸(quantum wells)のLEDデバイスの特性を比較。
垂直共振器面発光レーザの解析ツール
PICS3D内臓のVCSELモジュールにおける自己無撞着モデルの概要。基本的なVCSELモデリングを解説。また、次のような特徴を紹介。自動VCSEL共振器デザインモジュール(VCSEL cavity design module)、光ポンプVCSEL(optically pumped VCSEL)、多横モードの計算(multi-lateral models calculation)、EIM(effective index method)を用いた多モード共振波長(resonating wavelength of multimode)、非対称(non-symmetric)VCSEL、矩形(rectangular shape)VCSEL、多モード過渡解析(Multimode transient simulation)、垂直外部共振器面発光レーザ(VECSEL: vertical external cavity surface emitting laser)。
