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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：GEMINI 129

§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