In the electronics industry, introducing Machine Learning (ML)-based techniques can enhance Technology Computer-Aided Design (TCAD) methods. However, the performance of ML models is highly dependent on their training datasets. Particularly in the semiconductor industry, given the fact that the fabrication process of semiconductor devices is complicated and expensive, it is of great difficulty to obtain datasets with sufficient size and good quality. In this paper, we propose a strategy for improving ML-based device modeling by data self-augmentation using variational autoencoder-based techniques, where initially only a few experimental data points are required and TCAD tools are not essential. Taking a deep neural network-based prediction task of the Ohmic resistance value in Gallium Nitride devices as an example, we apply our proposed strategy to augment data points and achieve a reduction in the mean absolute error of predicting the experimental results by up to 70%. The proposed method could be easily modified for different tasks, rendering it of high interest to the semiconductor industry in general.


翻译:在电子工业中,采用机器学习技术可以加强计算机辅助设计技术(TCAD)方法。然而,ML模型的性能在很大程度上取决于其培训数据集。特别是在半导体工业中,鉴于半导体装置的制造过程复杂而昂贵,很难获得足够大小和高质量的数据集。在本文件中,我们提出一项战略,改进基于ML的装置模型,利用基于变式自动编码技术的数据自我增强模型,最初只需要几个实验性数据点,而TCAD工具则不必要。作为一个例子,我们运用我们提出的战略,扩大数据点,减少预测实验结果的70%的绝对误差。提议的方法可以很容易地为不同的任务修改,使半导体工业普遍对其高度感兴趣。

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