含碰撞电离的半导体输运中电流密度的三维有限元建模
数值分析
2014-12-12 v1
摘要
本文提出了两种新颖的三维有限元模型（分别称为方法 A 和方法 B），用于电子和空穴的漂移 - 扩散（DD）电流密度计算。方法 A 基于 DD 模型的原始 - 混合公式，将其表示为准费米势梯度的函数；而方法 B 则是通过引入人工扩散矩阵对标准 DD 公式进行的修正。这两种方法都是经典一维 Scharfetter-Gummel 差分公式的真正三维扩展。在 p-n 结二极管和导通状态下的 p-MOS 晶体管的三维仿真中对所提方法进行了比较。结果表明，方法 A 在物理精度和数值稳定性方面表现最佳。随后，方法 A 被用于包含碰撞电离产生机制的关断状态下 n-MOS 晶体管的三维仿真。结果证明，该模型能够准确计算器件直至漏极 - 衬底结击穿的 I-V 特性。
引用
@article{arxiv.1412.3691,
title = {3D Finite Element Modeling of Current Densities in Semiconductor Transport with Impact Ionization},
author = {Aurelio Mauri and Andrea Bortolossi and Giovanni Novielli and Riccardo Sacco},
journal= {arXiv preprint arXiv:1412.3691},
year = {2014}
}