三维半导体器件漂移扩散模型的并行有限元方法研究

摘要：

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.

关键词：半导体器件、漂移扩散模型、有限元方法、并行数值模拟、DevSim

所属期刊栏目：41

资助基金：科学挑战专题;国家重点研发计划;NSFC

在线出版日期：2020-08-13（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共20页

页码：85-104