近日，我校電氣與電子信息學院劉建川老師在國際知名期刊《Journal of Chemical Theory and Computation》（中科院一區TOP）發表關于半導體器件仿真模擬的研究論文（J. Chem. Theory Comput. 2024, 20, 13, 5717）。該論文是劉建川老師作為第一作者和北京大學工學院陳墨涵研究員進行深入合作下的半導體器件方向的高水平研究成果。該研究工作受到國家自然科學優秀青年基金的資助。

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文章介紹：

離子注入是半導體摻雜工藝中的重要技術之一。隨著半導體技術的迅猛發展，半導體器件特征尺寸持續縮小，10納米以下技術節點的器件展現出全新的結構特征和物理效應。因此，傳統的半導體工藝與器件仿真軟件（Technology Computer Aided Design，TCAD）對離子注入工藝的仿真已顯現出顯著的局限性。主要有如下三點挑戰：1）對于原子級別的半導體器件而言，量子效應在器件性能中占據主導地位，然而，現有的傳統模型并未能全面涵蓋這些顯著的量子效應；2）基于經驗和經典理論的TCAD設計方法及軟件，高度依賴大量實驗參數的獲取。隨著器件尺寸的納米化，獲取這些參數的難度和成本顯著增加，且耗時費力；3）新型電子器件與材料層出不窮（如GaN、SiC等材料），但是這些新型材料的實驗參數尚未完善，其微觀機制亦未得到充分探究和明確。因此，亟需創新性的解決方案來推動新型半導體離子注入工藝在新材料和新器件結構研發中的仿真模擬。

基于此，研究人員開發了名為“DPA-Semi”大原子模型。該機器學習大模型，可為10納米以下電子器件的設計與優化提供強有力的技術支撐。

作者簡介：

劉建川，博士，碩士生導師。主要研究方向為半導體器件的模擬仿真。在國際知名期刊以第一作者已發表SCI論文20余篇，授權發明專利2項。