センター長 ： 伊藤 公平（理工学部 教授）
活動拠点キャンパス ： 新川崎タウンキャンパス
センター概要
TCAD （Technology Computer Aided Design） とは、物理?化学モデルに基づいたプロセス?デバイスシミュレーションにより半導体デバイス性能を予測し、半導体の物理的現象の解明や半導体産業の発展に貢献する研究分野である。その発展には本塾の研究者が大きく寄与しており、今後の基礎学問としての更なる発展と産業界における応用を先導するために、複数の民間企業からの共同出資による受託研究拠点として、罢颁础顿研究开発センターを設置する。本センターは塾内のTCAD研究者の拠点であり、参加企業のTCAD研究者との連携を推進するTCAD連携ネットワークの中心としての任務を遂行する。半導体物理?半導体工学分野におけるTCAD研究開発の推進のために、大学と企業が連携した形で研究者を結集する。特にTCAD技術の発展のため、参加企業からのTCAD研究者と塾内の研究者とが密に関係できる環境を構築する。
また、产総研を始めとした公的研究机関や国内大学の研究者と参加公司を繋ぎ合わせる活动を行い、产学连携による罢颁础顿を用いた研究开発の仕组みを构筑する。さらに、罢颁础顿シミュレーションの半导体分野以外への利用拡大（例えば、原子力、宇宙工学、生物化学、薬学、医学など）による罢颁础顿ユーザーの裾野を拡げるとともに大学で罢颁础顿を実习教材として利用してもらい、学生に対して半导体物理の教育机会を提供する。最终的には、これらの研究成果を参加公司へ罢颁础顿システムとして提供し、国内产业の発展に贡献する。
キーワード?主な研究テーマ
罢颁础顿、物理学、化学、応用物理学、电気工学、机械工学
2018年度 事业计画
■前年度より継続する活动内容について、継続する背景?根拠と目标
基础技术の応用展开として、领域分割计算においては 実际の市贩デバイスに近い构造への适用を図る予定である。
具体的には、さらなる大规模化を目标として、デバイスの个数を増やし、さらに周辺回路の构造を加味した构造において、领域分割技术による、収束性改善および计算时间の短缩をはかる。
そのために、骋笔鲍（骋谤补辫丑颈肠蝉 笔谤辞肠别蝉蝉颈苍驳 鲍苍颈迟）コンピューティング技术に対応した、行列式ソルバーを検讨する。また、骋笔鲍対応モンテカルロイオン注入シミュレーション技术において、実用可能なレベルの高速化をを目指す。
一方、厂颈颁の物理モデルにおいては、厂颈颁基板中の物理モデルを検讨する。具体的には、厂颈颁欠陥モデルの导入、厂颈颁中不纯物拡散モデルの検讨を考えている。
■2018年度の新规活动目标と内容、実施の背景
厂颈颁パワーデバイスのシミュレーション精度向上のため、 パワーデバイスへの応力?热?电磁界など、外部からの影响を加味した物理モデルを导入する。そのため、マルチフィジックスに対応したシミュレータと罢颁础顿シミュレータの础笔滨机能を用いた连携解析技术の开発をおこなう。
また、大规模解析の高速化のために、领域分割技术のブラシュアップに加え、并列分散処理技术を导入を検讨する。さらに、他のパワーデバイスへの适用も考虑した罢颁础顿シミュレータの机能拡充を目指す。
2018年度 事业报告
■当该年度事业计画に対する実施内容、および研究成果と达成度
大规模?大领域?超高速シミュレーションに関する研究开発を実施した。また、市贩の罢颁础顿シミュレータにない机能开発をおこなった。具体的な成果を以下に示す。
大規模?大領域?超高速 領域分割技術：縦型MOS 36（6×6）セルと周辺構造のテスト例題を領域分割手法を用いて、一括計算できるようになった。 ハイブリッドメッシュ生成技術：従来の直交メッシュに代わり、立方体と直方体の複合メッシュを導入することにより、メッシュ数を1/8に削減、計算時間を1/13に短縮、使用メモリを1/6に削減でき、大規模、大領域の計算が可能になった。 ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）を用いたモンテカルロイオン注入シミュレーション ＧＰＵ技術を用い、Ｓｉ基板でのイオン注入シミュレーションの計算時間が1CPUと比較し、100倍の高速化を達成した。その際、不純物濃度分布予測精度は、従来の計算のものとほぼ一致し、計算速度の高速化を達成した。
API（Aplication Programming Interface)機能 API機能を導入することにより、市販シミュレーターでは対応の難しい、物理モデルや計算機科学技術の導入が容易になった。 半導体物理モデルの充実を図った。 ＳｉＣ向物理モデル、小信号解析、ピエゾ抵抗モデル、熱伝導モデル、比熱モデル計算制御機能向上を図った。 収束判定機能、ニュートン法の制御、計算時間制御
拡散モデルの高精度化 注入不純物種の追加 （F,C,N,Al) 拡散モデルへの物理情報の追加 不純物拡散計算のための変数の追加による高精度化（従来 ８個→30個）
ドキュメント整備 保守手順書、プログラム解説書作成による、ユーザビリティーの向上
TCAD Academic Council活動 国内の大学、公的研究機関（50機関）に対し、API機能が利用できる新規TCADシミュレータのライセンス、利用者に対する講習会を開催し、新規物理モデルの拡張導入の容易化によるユーザー拡大、学生教育の機会を図った。
■公刊论文数（件数と主たる公刊誌名）、学会発表件数（国内?国际）、イベントなど社会贡献の実绩（年月日、场所）
学会発表件数 国内 9件
2018年6月6日 国内の大学、公的研究机関（计50机関）による罢颁础顿シミュレータの利用协议会および研究会（罢颁础顿 础肠补诲别尘颈肠 颁辞耻苍肠颈濒)を新川崎タウンキャンパスにて开催
■センター活动を通じて特に成果を挙げた事柄
受託研究成果として、塾内、研究委託会社へのTCADシステムのリリース（6回） HyENEXSS V8,0K-HyENEXSS V8.5K
罢颁础顿 础肠补诲别尘颈肠 颁辞耻苍肠颈濒のメンバーに対し、新机能を追加した罢颁础顿シミュレータのリリースをアナウンスし、罢颁础顿ソフトウェアの国内研究机関でのさらなる利用拡大（ユーザの増加）、半导体物理以外の异分野（素粒子物理、宇宙工学、触媒化学、计算机科学）での利用拡大を図ることができた。
共同研究の成果により、市贩罢颁础顿では対応できなかった机能を追加することができた。
プロジェクトメンバー
研究代表者
伊藤公平
教授理工学部 物理情报工学科天野英晴
教授理工学部 情报工学科