(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111638307.0 (22)申请日 2021.12.2 9 (71)申请人 中国工程物理研究院电子 工程研究 所 地址 621999 四川省绵阳市绵山路64 号 (72)发明人 蒋均　张世勇　周人　何月　 (74)专利代理 机构 中国工程物理研究院专利中 心 51210 代理人 翟长明 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) (54)发明名称 一种半导体 器件建模方法、 系统及电子设备 (57)摘要 本发明公开了一种半导体器件建模方法、 系 统及电子设备， 该方法包括如下步骤： (1)生成半 导体器件结构模型； (2)交流非稳态条件下计算 半导体器件电学参数； (3)计算半导体器件量子 散射参数； (4)获取蒙特卡洛仿真环境； (5)单粒 子蒙特卡洛仿真； (6)基于仿真结果进行半导体 器件建模得到半导体器件仿真模型。 该系统包 括： 获取模块， 用于生成半导体器件实物模型； 计 算及存储模块， 用于计算半导体器件交流非稳态 电学参数以及量子散射参数， 并生成蒙特卡洛仿 真环境； 仿真模块， 进行单粒子蒙特卡洛仿真； 模 型演化模块， 基于仿真结果获得半导体器件仿真 模型。 本发明实现了对半导体器件在小尺寸、 非 稳定态偏置条件下器件输运特性的精确建模。 权利要求书2页 说明书4页 附图2页 CN 114398767 A 2022.04.26 CN 114398767 A 1.一种半导体 器件建模方法， 其特 征在于， 该 方法包括如下步骤： (1)生成半导体 器件结构模型； (2)交流非稳态条件下， 计算给定不同时刻的半导体 器件电学参数； (3)计算半导体 器件量子 散射参数； (4)获取所述给定不同时刻的蒙特卡洛 仿真环境； (5)单粒子蒙特卡洛 仿真； (6)基于步骤(5)的仿真结果进行半导体 器件建模， 得到半导体 器件仿真模型。 2.根据权利要求1所述的半导体器件建模方法， 其特征在于， 步骤(2)中所述半导体器 件电学参数指电流密度、 载流子浓度、 电压分布、 迁移率、 电离几率中任意一种或几种的组 合。 3.根据权利要求1所述的半导体器件建模方法， 其特征在于， 步骤(3)中所述半导体器 件量子散射参数指能带、 杂质散射几率、 声子 散射几率中任意 一种或几种的组合。 4.根据权利要求1所述的半导体器件建模方法， 其特征在于， 所述步骤(4)具体为： 将步 骤(2)所得交流非稳态条件下所述给定不同时刻的半导体器件电学参数及步骤(3)所得半 导体器件量子散射参数代入步骤(1)的半导体器件结构模型， 获得半导体器件所有给定不 同时刻的蒙特卡洛 仿真环境。 5.根据权利要求1所述的半导体器件建模方法， 其特征在于， 所述步骤(5)具体为： 对步 骤(4)所得给定不同时刻的蒙特卡洛仿真环境进行单粒子蒙特卡洛仿真， 得到相应时刻半 导体器件的电流、 电压、 单 粒子平均渡 越时间。 6.根据权利要求1所述的半导体器件建模方法， 其特征在于， 所述步骤(5)具体包括步 骤： (5.1)在步骤(4)生成的蒙特卡洛仿真环境下， 注入单个带电粒子， 带电粒子在电场的 作用下将自行飞行， 并被半导体结构散射， 散射参数由仿真环境中的能带、 杂质散射几率、 声子散射几率决定， 计算单个带电粒子在初始 时刻的飞行和散射记录， 并重复足够多的次 数， 得到多个带电粒子在该仿真环境下 的飞行和散射记录， 对到达半导体器件电极的带电 粒子进行计数， 得到在 初始时刻半导体 器件的电流、 电压参数、 单 粒子平均渡 越时间； (5.2)依次更新不同时刻时的蒙特卡洛仿真环境， 即更新电流密度、 载流子浓度、 电压 分布， 重复执行步骤(5.1)， 得到所有 给定不同时刻半导体器件的电流、 电压参数、 单粒子平 均渡越时间。 7.根据权利要求6所述的半导体器件建模方法， 其特征在于， 步骤(6)具体为： 基于步骤 (5)的仿真结果， 将所有给定不同时刻下半导体器件电流、 电压、 单粒子平均渡越时间汇总， 得到半导体器件在非稳态的电流电压曲线， 对电流电压曲线进行半导体器件建模， 得到半 导体器件集总参数模型。 8.一种基于权利要求1 ‑7任一项所述的半导体器件建模方法的半导体器件建模系统， 其特征在于， 所述系统包括： 获取模块： 用于生成半导体 器件结构模型； 计算及存储模块： 用于计算半导体器件交流非稳态电学参数以及量子散射参数， 并基 于计算所 得参数生成蒙特卡洛 仿真环境； 仿真模块： 进行 单粒子蒙特卡洛 仿真；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114398767 A 2模型演化模块： 基于 仿真结果， 进行半导体 器件建模， 获得半导体 器件仿真模型。 9.一种电子设备， 其特征在于， 包括存储器、 处理器及存储在存储器上并可在处理器上 运行的计算机程序， 所述处 理器执行所述程序时实现权利要求1 ‑7任一项所述方法。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114398767 A 3