Теоретический семинар. Mark S. Ramm

Марк Спиридонович Рамм, ведущий специалист компании STR Group, Inc

Моделирование в полупроводниковых технологиях

Аннотация

Приводится краткий обзор полупроводниковых технологий. Рассматривается два направления: ростовые технологии (жидко- и газофазный рост объемных кристаллов и газофазный рост эпитаксиальных структур) и приборные технологии (дизайн полупроводниковых приборов). Обсуждаются проблемы, возникающие при разработке и оптимизации технологий, и роль моделирования в их решении.

Рассказывается об истории и современном состоянии компании STR Group, специально созданной для решение прикладных задач полупроводниковых технологий на основе моделирования. Обсуждаются подходы к моделированию, включающие разработку физических и математических моделей, вычислительных алгоритмов и программных продуктов.

На нескольких отобранных примерах рассматриваются физические механизмы, лежащие в основе моделей, и результаты моделирования, имеющие прикладное значение. Применительно к ростовым технологиям рассмотрен сублимационный рост объемных кристаллов карбида кремния и эпитаксиальный рост тонких слоев кремния в глубоких канавках. В первом случае приведена эволюция формы, распределения температуры и картины течения газа в ходе роста кристалла, а также упругих напряжений и плотности дислокаций на стадии охлаждения. Второй случай дает пример самосогласованного двухмасштабного моделирования, позволившего обеспечить однородный рост на боковых стенках канавок. Применительно к приборным технологиям рассмотрено «сквозное» моделирование светодиодных чипов от нанометровой активной зоны (структура с множественными квантовыми ямами) до макроскопического интегрированного многопиксельного массива микросветодиодов. Обсуждается сравнение результатов моделирования с экспериментом.