Учебно-научный центр
приборно-технологического моделирования
«TCAD Synopsys» (УНЦ «Synopsys-2»)

Учебно-научный центр приборно-технологического моделирования МИЭТа сформирован на базе кафедры ИЭМС. Сотрудники центра готовят высококвалифицированных специалистов в области конструирования и проектирования элементной базы, технологии формирования ИС и элементов микросистемной техники. В основе подготовки специалистов лежит программная среда Sentaurus TCAD компании Synopsys, позволяющая выполнять «виртуальное производство» полупроводниковых приборов. Система сквозного моделирования Sentaurus TCAD обеспечивает проведение комплексного анализа формирования элементной базы ИС и элементов микросистем. Использование программного продукта Sentaurus TCAD позволяет существенно сократить расходы на проектирование ИС за счет сокращения «натурных экспериментов».

Центр приборно-технологического моделирования был образован в сентябре 2002 года. Руководителем центра является сотрудник кафедры ИЭМС, к.т.н. Красюков Антон Юрьевич. Для проведения ресурсоемких расчетов на базе центра имеется 20 рабочих станций и 2 сервера на платформе Linux, оснащенных пакетами программ ISE TCAD и Sentaurus TCAD. Для удобства работы в центре дополнительно имеется принтер и сканер.

В центре проводится изучение пакетов ISE TCAD и Sentaurus TCAD студентами факультета ЭКТ, начиная с 4 курса, по предметам «Технология СБИС» и «Математическое моделирование технологических процессов», а также студентами 3 курса факультета МПиТК по предмету «Электроника» в рамках лабораторных работ. Также с помощью TCAD многими студентами кафедры ИЭМС были подготовлены и защищены инженерные и магистерские работы. В ходе выполнения в центре научных и учебно-исследовательских работ были подготовлены и защищены диссертации:

• Т.Ю. Крупкина. Разработка научных основ создания и совершенствования базовых элементов микроэлектроники и микросистемной техники методами приборно-технологического моделирования. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук, 2005 г. Научный консультант — д.т.н., профессор М.А. Королев.
• А.Ю. Красюков. Исследование и разработка конструктивно-технологических решений создания планарных мощных МОП-транзисторов с повышенным значением пробивного напряжения для интеллектуальных силовых интегральных схем. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук, 2005 г. Научный руководитель — д.т.н., профессор М.А. Королев.
• А.Г. Балашов. Исследование и разработка конструктивно-технологических решений создания элементов фоточувствительной микросистемы с использованием методов приборно-технологического моделирования. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук, 2006 г. Научный руководитель — д.т.н., доцент Т.Ю. Крупкина.
• Ключников А.С. Исследование и разработка конструктивно-технологических решений создания мощных ДМОП-транзисторов с оптимальной площадью при помощи средств приборно-технологического моделирования. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук, 2007 г. Научный руководитель – д.т.н., проф. Королев М.А.
• Козлов А.В. Исследование и разработка двухколлекторного биполярного магнитотранзистора с повышенной магниточувствительностью. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук, 2009 г. Научный руководитель — к.т.н., проф. Парменов Ю.А.

Учебный процесс

В рамках учебного процесса с использованием пакетов программ ISE TCAD и Sentaurus TCAD поставлена серия лабораторных работ, выполняемых студентами кафедры ИЭМС по курсам «Математическое моделирования технологических процессов», «Моделирование интегральных приборов (курс по выбору)», «Современные методы моделирования» и «Электроника», а также студентами кафедры ПКИМС по курсу «Моделирование в среде TCAD». Лабораторные работы позволят разрабатывать и моделировать технологические маршруты формирования и электрические характеристики различных элементов интегральных схем – от субмикронных КМОП - транзисторов до высоковольтных — силовых полупроводниковых диодов и ключей. Данные учебные задания являются основной для проведения более глубоких исследований.

Программное обеспечение

Фирма ISE, вошедшая в состав компании Synopsys, является одним из лидеров в области разработки, моделирования и оптимизации микроэлектронных процессов, приборов, схем и систем. Штаб-квартира фирмы находится в г. Цюрихе, имеется отделение в г. Сан-Хосе (США) и множество представительств по всему миру. Пакет программ сквозного физико-технологического моделирования Sentaurus компании Synopsys позволяет моделировать все основные процессы твердотельной микроэлектроники, объединять их в технологические маршруты, получать в результате произвольные приборные структуры и анализировать их электрические характеристики и схемотехнические параметры. Такой инструмент был бы полезен всем, кто имеет отношение к указанному кругу задач. Фактически данный пакет реализует на практике концепцию «виртуального производства» и позволяет получать колоссальную экономию на этапе проектирования и отладки технологических маршрутов.

Все программные продукты серии TCAD http://www.synopsys.com/products/tcad/tcad.html постоянно развиваются, включая все новые эффекты, а также исправление замеченных недостатков. Результатом этой работы является выпуск каждые полгода обновленной версии пакета TCAD. Пакет программ TCAD имеет несколько модификаций, рассчитанных для работы на разных платформах: UNIX, Linux и Windows NT.