三維TCAD模擬CMOS奈米電子元件

本書將以本研究群多年來教學與研究成果的實例，來說明設計的3D CMOSFET與 FinFET元件與電路，物性與電性模擬結果的解讀與分析，簡明易懂，而非直接使用原廠Sentaurus TCAD v. 2014內建繁複之範例。此書所教授的三維TCAD模擬CMOS奈米電子元件的設計與模擬技術，在半導體產業與半導體學術研究中具有相當的實用性、代表性，並可增進前瞻半導體元件開發。同時亦可深入了解半導體元件物理，與半導體工程所學內容的實踐性。適合從事半導體奈米元件，研究開發的碩博士研究生修習，以及相關半導體產業界工程師與相關專家參考。

吳永俊
於1996年取得國立中央大學物理系學士學位，1998年取得國立台灣大學物理系碩士學位，2005年取得國立交通大學博士學位。從1998到2002年曾在新竹國家奈米研究實驗室，擔任助理研究員，從事奈米元件技術與電子微影技術開發。2006年進入新竹國立清華大學工程與系統科學系，現任為副教授。研究領域包括奈米電子元件物理與工程、半導體元件設計與TCAD模擬、快閃記憶體與太陽能電池。2010年至2016年期間，發表了奈米電子元件與模擬TCAD相關 SCI期刊論文約40篇。

詹易叡
於2010年自國立東華大學物理學系取得學士學位，2012年自國立清華大學工程與系統科學系取得碩士學位，2015年於國立清華大學工程與系統科學系取得博士學位。畢業後於2016年加入台灣積體電路製造股份有限公司的研發部門。他的研究興趣與專長為奈米金氧半場效應電晶體、半導體元件設計與TCAD模擬技術、以及非揮發性記憶體。

本書主要目的是給研究所及高年級半導體相關系所修習，也適合從事半導體奈米元件，以及相關半導體產業界工程師與相關專家參考。三維TCAD 模擬CMOS 奈米電子元件(3D TCAD Simulation for CMOS Nanoeletronic Devices)，是基於美商新思科技Synopsys Sentaurus TCAD 2014 version，以半導體元件物理與製程為基礎，利用電腦模擬技術，對不同的重要商業化半導體元件、材料設計、開發與優化半導體元件結構，及其製程技術，獲得理想的電性與物性模擬分析的模擬結果，可以取代或部分取代費時與昂貴的元件製作，以節省龐大的資源與人力。 Synopsys Sentaurus TCAD 為全球3D TCAD Simulation for CMOS Nanoeletronic Devices 領導廠商。Intel、TSMC、Samsung、IBM 等半導體巨擘都有使用。

  本書的目的不僅使讀者了解使用Synopsys Sentaurus TCAD 2014version 三維CMOS 半導體元件的設計與模擬，並闡述先進半導體元件設計的基礎理論，進而能夠模擬與分析半導體元件的電性與物性。閱讀此書建議先擁有初步知識。本書著重三大主題，第一部分在Silicon CMOSFET 電性與物性模擬。首先是設計2D MOSFET 以及3D 的Silicon FinFET (Lg = 15 nm) 元件，第二部分為前瞻奈米半導體元件，如Junctionless FET，tunneling FET。第三部分為預測終極最小尺寸 Lg = 3nm 的Silicon 與 Germanium FET 元件的可行解決方案，以模擬證明莫爾定律可以延伸到 3 nm 技術結點。

　　本書是以本研究團隊，多年來於台灣國立清華大學，教學與研究成果的實例，而非直接套用Synopsys Sentaurus TCAD 2014 內建之範例。此書所教授的三維TCAD，模擬CMOS 奈米電子元件的設計與技術，在半導體產業與半導體學術研究具有相當的實用性、重要性，並可增進前瞻半導體元件開發。同時亦可深入了解半導體元件物理，與半導體工程所學內容的實踐性。

第1章 半導體元件設計及模擬導論
第2章 金氧半場效應電晶體之二維模擬與分析
第3章 三維鰭式場效電晶體(3D FinFET, Lg = 15 nm)模擬分析
第4章 反相器(Inverter)和靜態隨機存取記憶體(SRAM of 3D FinFET, Lg = 15 nm)模擬分析
第5章 環繞式閘極奈米線電晶體 (GAA NWFET) 之模擬與分析
第6章 無接面場效電晶體Junctionless FET (JL-FET) (Lg = 10 nm , N10)
第7章 穿隧式場效應電晶體(Tunnel FET)
第8章 Lg = 3 nm 鰭式電晶體與超薄主動層電晶體之模擬
附錄 Synopsys Sentaurus TCAD軟體安裝以及環境設定