《半导体器件计算机模拟》

目录1

引言1

参考文献3

第一章 器件模拟的物理基础租数学模型4

§1.1基本方程组4

§1.1.1Poisson方程5

§1.1.2电流连续性方程6

§1.1.3载流子的输运方程6

§1.1.4热流方程14

§1.1.5常用的基本方程组16

§1.2载流子浓度17

§1.2.1高掺杂时的分析17

§1.2.2有效本征载流子浓度19

§1.3迁移率21

§1.3.1晶格散射22

§1.3.2电离杂质散射23

§1.3.3载流子－载流子散射24

§1.3.4中性杂质散射25

§1.3.5速度饱和效应26

§1.3.6表面散射27

§1.4载流子的产生和复合29

参考文献33

第二章 半导体基本方程组的分析35

§2.1变量选择及其相应的方程组35

§2.2边界条件39

§2.3方程的归一化42

§2.4方程组的解43

参考文献43

§3.1网格划分45

第三章 离散化方程45

§3.2有限差分法49

§3.2.1直接差分法49

§3.2.2积分差值法56

§3.3有限箱法59

§3.4边界条件的离散化65

§3.5瞬态离散化方程71

§3.6有限单元法76

§3.6.1加权剩余法的变分原理77

§3.6.2基函数的确定78

§3.6.3有限单元方程81

参考文献87

第四章 PDES求解法89

§4.1牛顿法92

§4.2系数矩阵的稀疏性94

§4.3几种迭代法98

§4.4迭代过程的加速法114

§4.5例119

附录125

参考文献127

第五章 半导体器件模拟器129

§5.1几个二维MOSFET模拟器简介129

§5.1.1二维MOSFET模拟现状129

§5.1.2二维亚阈及线性区模拟器：GEMINI129

§5.1.3CADDET：二维单载流子模拟器134

§5.1.4SIFCOD：通用型二维双载流子器件模拟器139

§5.2二维MINIMOS模拟器145

§5.2.1MINIMOS概述145

§5.2.2MINIMOS模型介绍146

§5.2.MINIMOS应用简介153

§5.2.4MINIMOS输入语言介绍163

§5.3三维半导体器件模拟器简介170

§5.3.1CADDETH——三维半导体器件模拟器170

§5.3.2XDMOS-3——三维MOSFET模拟器172

附录A 掺杂文件的格式175

附录B 二进制文件的格式176

参考文献177

第六章 MonteCarlo方法简介179

§6.1MonteCarlo法的基本概念180

§6.2随机变量的抽样182

§6.3用MonteCarlo法解波尔兹曼方程184

§6.3.1MonteCarlo法解波尔兹曼方程的基本思想185

§6.3.2GaAs材料中的几种散射几率186

§6.3.3MonteCarlo法解波尔兹曼方程的步骤190

§6.4速度过冲效应和弹道传输效应194

参考文献197

练习198

常用物理常数表201

几种半导体材料性能参数表（300K）202