中国科学院微电子所在先进电子器件TCAD仿真方面取得进展

最近，微电子所的EDA中心针对后摩尔时代的器件-电路协同设计需求，集中精力研究界面量子输运、逻辑单元互连以及非傅立叶传热建模等问题，在二维存储器和先进逻辑器件TCAD仿真领域取得了一系列进展。这些成果已经发表在IEEE Electron Device Letters和IEEE Transactions on Electron Devices上。

二维材料闪存技术旨在实现高速、低功耗的非易失性存储，但其亚纳秒编程机制尚未完全明确。微电子所与复旦大学合作，建立了一个含时量子输运模拟框架，成功复现了亚纳秒编程特性，并揭示了热载流子的聚集、隧穿和转移过程，为界面与势垒优化提供了理论依据。相关成果以“从初态量子输运模拟高速2D闪存”为题发表在IEEE Electron Device Letters上；微电子所的博士研究生贾云天是该论文的第一作者，微电子所的徐勤志研究员、李志强研究员和复旦大学的陆叶教授是论文的共同通讯作者。

CFET技术通过垂直堆叠提高逻辑密度，但底部器件引出和信号互连会带来额外的面积和寄生开销。微电子所提出了一种新型混合沟道互连集成架构方案和协同优化流程，为源漏通孔和信号互连预留了空间，实现了上下器件漏端的直接接触，减少了绕线和单元面积。这项成果以“新型混合沟道互补FET（HC-CFET）及互连方案的仿真设计”为题发表在IEEE Transactions on Electron Devices上；微电子所的博士研究生何浩是论文的第一作者，微电子所的徐勤志研究员和浙江大学的吴振华教授是论文的共同通讯作者。

随着器件微缩和三维堆叠技术的发展，自热问题变得更加突出，传统的傅立叶模型难以准确描述纳米尺度的瞬态热输运。微电子所建立了非傅立叶瞬态热模型，揭示了傅立叶模型的局限性，并提出了通过调控金属连接结构来降低热点温度的方法。这项成果以“先进纳米晶体管的瞬态热模型：CFET案例研究”为题发表在IEEE Transactions on Electron Devices上；微电子所的博士研究生安昆龙是论文的第一作者，微电子所的徐勤志研究员和李志强研究员是论文的共同通讯作者。

上述研究得到了中国科学院战略性先导科技专项（A类）、国家重点研发计划、国家自然科学基金、国家科技重大专项和中国科学院青年交叉团队等项目的支持。