[发明专利]一种用于快速离化器件的数值仿真方法及系统

说明书

本发明提供一种用于快速离化器件的数值仿真方法及系统，包括：确定快速离化器件的待仿真区域及其尺寸，利用相互垂直的线段将待仿真区域划分为多个网格，根据各个网格点对应的快速离化器件的掺杂情况赋予各个网格点的掺杂浓度值；选用漂移扩散模型及对应的模型参数，以及电子和空穴迁移率模型、复合率模型以及产生率模型求解快速离化器件动态触发过程中的器件特性；基于各个网格点的掺杂浓度值，将漂移扩散模型中的微分方程离散化，得到离散化处理后的漂移扩散模型；基于离散化处理后的模型采用牛顿迭代法同时求解各个网格点上的器件特性参数，以完成对器件动态触发过程中不同时刻的器件特性进行数值仿真。本发明可以用于器件动态过程的仿真。

技术领域

本发明属于半导体分析领域，更具体地，涉及一种用于快速离化器件的数值仿真方法及系统。

背景技术

快速离化器件是非光控半导体器件中，导通速度最快的功率半导体器件，其在脉冲功率技术领域有着广泛的应用前景。快速离化器件的导通机理是延迟雪崩击穿现象，这种特殊的物理现象目前仍处于研究中。对于延迟雪崩击穿现象的研究，需要凭借半导体器件的数值仿真，来对器件内部的物理过程进行模拟。此外，通过半导体器件的数值仿真，可以确定出器件的最佳特性参数，进而用于快速离化器件的生产制备。

半导体器件的数值仿真可以对半导体器件的特性进行仿真预测，是器件的设计中必不可少的重要工具，为器件的生产制备提供了指导，可以降低器件的生产成本。

用于半导体器件模拟的软件称为TCAD(Technology Computer Aided Design)软件，如今，世界上已有多款商用的TCAD软件。然而，由于快速离化器件的导通机理尚处于研究阶段，在研究过程中，对要求所使用的TCAD软件有尽可能大的灵活性以及修改空间。目前商用的TCAD软件，出于对软件的保护，程序的灵活性受限，给用户提供的可修改空间非常小。因此，商用的TCAD软件不适合用于快速离化器件的研究和数值仿真。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种用于快速离化器件的数值仿真方法及系统，旨在解决现有软件不适合用于快速离化器件仿真的问题。

为实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种用于快速离化器件的数值仿真方法，包括如下步骤：

确定快速离化器件的待仿真区域及其尺寸，利用相互垂直的线段将待仿真区域划分为多个网格，根据各个网格点对应的快速离化器件的掺杂情况赋予各个网格点的掺杂浓度值；

选用漂移扩散模型及对应的模型参数，以及相关的电子和空穴迁移率模型、复合率模型以及产生率模型求解快速离化器件动态触发过程中的器件特性；

基于所述各个网格点的掺杂浓度值，利用有限差分法将所述漂移扩散模型中的微分方程离散化，得到离散化处理后的漂移扩散模型；

基于离散化处理后的漂移扩散模型采用牛顿迭代法同时求解各个网格点上的器件特性参数，以完成对快速离化器件动态触发过程中不同时刻的器件特性进行数值仿真。

在一个可选的示例中，所述快速离化器件的漂移扩散模型为：