在最初的时候,人们采用解析的方法对半导体器件进行分析,虽然这种方法能够分析出一些器件的特性,但是一旦器件结构稍微复杂,分析起来就会加倍的困难。众所周知,集成电路的发展速度是非常惊人的,但是解析的方法却难以跟上集成电路发展的脚步。半导体数值模拟技术就是在这种大背景下逐渐发展起来的,它基于半导体器件必须满足的基本方程,然后通过一步步的离散、数值求解得出器件的参数和特性。而本文研究的基本模型就是对基本方程及基本方程涉及的物理量的处理过程。本文介绍的是基于硅材料的半导体器件基本模型,具体包括漂移扩散模型、复合率模型和迁移率模型等。迄今为止国内还没有一款真正通用的半导体器件数值模拟软件,我国的半导体器件数值分析工作绝大多数都是由国外的商用软件完成的。但是国外的软件不仅价格昂贵,而且相对高级的模块还不对我国开放,这极大的限制甚至阻碍了我国半导体器件行业的发展。而本文所研究的半导体器件基本模型就是为制作通用半导体仿真软件打基础。硅材料是现阶段技术开发最成熟的半导体材料,同时也是资料最全面的,所以将它作为最初始研究的材料是最有意义的,而且也是最可行的。本文主要分为两个部分:理论部分和仿真部分。在理论部分,首先给出半导体器件遵循的漂移扩散方程,然后用有限体积法对它进行离散,得出具体网格点的求解方程组。再根据网格点的求解方程组进行编程,计算出系数矩阵,求解系数矩阵得出反映半导体器件特性的数值结果。仿真部分是为了验证模型的正确性及软件是否可用,本文专门模拟了一些半导体器件。从最简单的PN结二极管开始,到肖特基二极管、二维PN结二极管、二极管的反向特性曲线、三极管和MOS器件等。每个器件模型都经历了建模、电势求解、IV曲线求解和验证、修改的过程。