三维半导体器件漂移扩散模型的并行有限元方法研究

发布时间：2021-03-14 00:16

　　本文设计了一种新的三维自适应迎风稳定化有限元方法（SUPG-IP）,并对比研究了几种半导体器件模拟的并行有限元方法.数值模拟结果表明:稳定化有限元方法适用于大偏压以及高掺杂器件模拟;而经典的Zlamal有限元方法更适用于计算半导体器件的电学响应曲线.我们基于三维并行自适应有限元平台PHG开发了半导体器件漂移扩散模型求解器DevSim,并对几种典型的半导体器件进行了模拟测试.计算结果与商业软件Sentaurus吻合较好,验证了算法的有效性.我们对PN结进行了超大规模网格并行模拟测试,网格达8亿单元并使用2048进程计算,展示了算法良好的并行可扩展性. 

【文章来源】：数值计算与计算机应用. 2020,41(02)

【文章页数】：20 页

【部分图文】：

图３?ＰＮ结“电流－电压”?＿??标??坐??Ｓ謙??坐角??直??（．ａ）??曲??

图６?Ｎ－ＭＯＳＦＢｆ电学响应特性曲线ｔ?（ａ）源漏偏压固定为Ｖｎ?＝?１?Ｖ，漏极电流随栅极电压变化曲线??

图１?ＰＮ结结构图；ａ）横切面版图；（ｂ）纵剖面结构示意图．??

【参考文献】：
期刊论文
[1]半导体器件电离辐照损伤效应模拟的数值算法及应用[J]. 马召灿,许竞劼,卢本卓,李鸿亮.  数值计算与计算机应用. 2020(02)
[2]3Ddevice:半导体器件及其辐照损伤效应仿真软件系统[J]. 黄成梓,白石阳,王芹,马召灿,张倩茹,刘田田,桂升,卢本卓,陈旻昕,李鸿亮.  数值计算与计算机应用. 2020(02)
[3]一个基于PHG平台的并行有限元生物分子模拟解法器[J]. 许竞劼,谢妍,卢本卓.  数值计算与计算机应用. 2016(01)
[4]一种可扩展的三维半导体器件并行数值模拟算法[J]. 成杰,张林波.  计算物理. 2012(03)
[5]A Parallel Algorithm for Adaptive Local Refinement of Tetrahedral Meshes Using Bisection[J]. Lin-Bo Zhang~* State Key Laboratory of Scientific and Engineering Computing,Institute of Computational Mathematics and Scientific/Engineering Computing,Academy of Mathematics and Systems Science,Chinese Academy of Sciences,Beijing 100080, China..  Numerical Mathematics:Theory,Methods and Applications. 2009(01)



本文编号：3081159