[发明专利]具有电流守恒特性的能带间非局域量子隧穿模拟方法

摘要

本发明公开一种具有电流守恒特性的能带间非局域量子隧穿模拟方法，包含：离散半导体器件物理区域生成以所求解物理变量的结点值增量为变量的线性方程组；处理非局域量子隧穿，确定公共能量区间定义第一边和第二边；插值所产生的点对点隧穿电流密度及能量积分体积进行权重分配；线性方程组的系数矩阵分为通常微分方程离散所引起的主矩阵和具有电流守恒特性的非局域量子隧穿所引起的附加系数矩阵并存储；采用高斯消原法求解系数矩阵。本发明保证非局域量子隧穿电流守恒性，消除非守恒所带来的模拟误差与不确定性；利用主矩阵与辅助关联矩阵相结合的方法能够快速求解非线性方程组线性化得到的系数线性方程组，提高求解效率。

主权项

1.一种具有电流守恒特性的能带间非局域量子隧穿模拟方法，其特征在于，该方法包含：S1、离散半导体器件物理区域，利用偏微分方程数值方法，如有限体积法、有限差分法和有限元法等，离散半导体微分方程和边界条件生成以所求解物理变量的结点值增量为变量的线性方程组；S2、处理非局域量子隧穿，确定公共能量区间定义第一边和第二边；第一边确定在公共能量区间内所对应的离散结点非局域量子隧穿的点对点隧穿电流密度及积分能量单元；第二边的载流子准费米能级采用电流离散所对应的插值方法获得；S3、插值所产生的点对点隧穿电流密度及能量积分体积进行权重分配；S4、线性方程组的系数矩阵分为通常微分方程离散所引起的主矩阵和具有电流守恒特性的非局域量子隧穿所引起的附加系数矩阵并存储；S5、采用高斯消原法求解系统线性方程组。