蒙特卡羅法在半導體器件模擬中的應用.pdf

1、隨著半導體技術不斷發(fā)展和制作工藝的不斷進步，半導體器件開始進入納米時代。由小尺寸化帶來的物理效應，如量子效應等在大規(guī)模及超大規(guī)模集成電路中產生的影響開始變得不可忽略。傳統(tǒng)的數值模擬模型，如漂移擴散模型和流體力學模型求解小尺寸半導體器件越來越不準確。蒙特卡羅法作為一種模擬粒子運動的數值方法開始廣泛運用于半導體器件的模擬研究。
　　蒙特卡羅法是利用隨機數對物理過程進行模擬的方法，該方法在物理、數學、化學等領域具有廣泛應用。本文研究了蒙

2、特卡羅模擬半導體器件內部載流子運動的原理，設計程序模擬半導體器件。設計過程中采用矩形網格對器件結構進行劃分，用有限差分法對載流子在空間上進行離散，電荷分配則采用單位云(CIC)方法。研究討論了利用蒙特卡羅法模擬半導體器件時采用的物理模型及數值方法，提出了程序設計流程，將模擬結果與 Silvaco仿真軟件的模擬結果進行對比分析。通過對器件內部的電子濃度以及電勢分布等參數的比較，驗證了蒙特卡羅法的正確性。
　　主要內容為：
　　

3、1簡述半導體器件模擬的發(fā)展歷史，重點介紹了蒙特卡羅法與解析的漂移擴散法等傳統(tǒng)方法相比的優(yōu)勢。
　　2推導了蒙特卡羅法所需的物理模型，包括粒子散射機制中的雜質散射和聲子散射、粒子飛行的隨機模型、自然邊界條件和固定邊界條件的處理等。
　　3討論了初始條件、網格劃分、時間步長、收斂性等數值問題，通過數學模型設計模擬流程，用C++編程實現模擬程序。
　　4用所編寫的程序模擬 N+PN+管、MESFET等典型半導體器件，將模擬結