新型半导体器件随着芯片行业的巨大需求日益层出不穷,其中异质结器件由于其独特的物理特性得到了广泛的应用。如今半导体器件的研究已然离不开仿真软件的帮助,因此研究半导体异质结器件的数值计算具有重要的应用价值。本文主要采用漂移扩散模型作为半导体模拟的基本物理模型。由于异质结构的独特性,本文还建立了异质结界面的电流密度计算模型,这两个模型奠定了异质结器件能够进行数值计算的理论基础。此外,本文还介绍了半导体异质结的基本物理理论,而且还详细介绍了异质结器件模拟中所采用的迁移率模型以及碰撞电离模型。接下来,本文介绍了数值计算中的网格技术、边界条件的处理、求解非线性方程组的收敛判据等,并以Poisson方程的离散为例,重点介绍了数值计算中用于方程离散的数值方法:有限体积法,其主要优点是微分方程离散后依然能保持原方程的守恒性,且物理意义清晰明确、方程形式规范。随后,还介绍了使用牛顿迭代法求解离散后的大型稀疏非线性方程组。而在实际的数值计算中,本论文采用第三方的函数库PETSc替代了这一繁复的工作,所要做的仅仅是设置好函数接口,这使得本论文可以重点关注器件的物理模型,因此大大提高了开发效率。器件的物理模型成功转变为数学模型后,高速发展的现代计算机技术帮助本论文处理复杂的计算问题,从而模拟得到器件的物理特性。本论文基于半导体器件模拟软件SDS,并参考开源软件Genius与商业软件Silvaco,构建了用于异质结器件数值模拟的计算模块,该模块具有耦合性低,可复用性好的优点。接下来,本论文使用SDS软件模拟了三种由不同材料组成的异质结二极管,得到了它们在不同掺杂浓度条件下的物理特性,其中包括平衡态内建电势差、正向以及反向偏压下的电流电压特性曲线等,并通过与Sivalco软件的仿真结果进行对比,检验了SDS软件中异质结器件计算模块的正确性。同时,通过大量的仿真对比优化该模块中的基本参数。最终,本论文依据大量仿真对比的结果,得出结论:本文所开发的半导体异质结计算模块是正确的,能够模拟异质结器件的基本物理特性,并且能得到精确的仿真结果。