一种可扩展的三维半导体器件并行数值模拟算法

摘要：

在基于漂移-扩散模型的三维半导体器件数值模拟中,通过有限体积法进行数值离散,采用完全耦合的牛顿迭代求解非线性代数方程组,并使用基于代数多重网格预条件子的GMRES方法求解牛顿迭代中的线性方程组,构造一种稳健且高度可扩展的非结构四面体网格上求解半导体方程的并行算法.基于PHG平台实现该算法的并行计算程序,并对PN结和MOS场效应晶体管等问题进行了最大网格规模达到5亿单元、最大并行规模达到1 024进程的大规模数值模拟实验,结果表明,该算法计算效率高,可扩展性好.

关键词：三维半导体器件、漂移-扩散模型、并行数值模拟、有限体积方法、代数多重网格方法

所属期刊栏目：29

分类号：O241.82(计算数学)

资助基金：国家973计划2011CB309703;国家自然科学基金60873177,11171334;创新群体基金11021101

在线出版日期：2012-11-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：439-448