相对传统实验方法而言，使用仿真软件来模拟半导体器件的物理特性，在开发周期、开发成本、设计新器件等方面都有较大的优势。目前，数值模拟在半导体器件的设计和制造领域的地位越来越重要。本文采用漂移-扩散模型描述半导体器件中的载流子和场的物理规律，漂移-扩散模型的主要特点就是相对简单，程序容易实现，解的稳定性也较好。对于微米级的常见器件有比较高的精度，但对于尺度更小的器件就达不到需要的精度，所以，漂移-扩散模型适应于一般应用。对于方程组的求解，采用耦合算法。耦合法适用于方程组之间的耦合度很强的情况。耦合法的基本思想是同时求解（即同时进行迭代）待求方程。在程序中利用函数库PETSc求解，PETSc所封装的方法实际就是牛顿迭代法，由于PETSc提供了很好的函数接口，所以在程序中就没有独立实现用牛顿迭代法求解大型方程组的部分，这极大提高了开发效率。最后分析程序最后得到的模拟结果，并与商业软件Silvaco做比较，对比分析得到的结果。本文的程序中，参考开源项目Genius，完成了半导体器件仿真软件的逻辑部分。程序采用了新的框架，软件模块耦合性降低，可复用性提高。比如，有新的网格生成算法，只要接口一样，就可以直接将程序中的网格模块替换。或者需要采用精度更高的物理模型，就可以将物理模型的定制模块替换，等等。本文的工作主要是半导体的理论推导和仿真软件逻辑部分的编写。具体内容有：从Boltzmann方程出发，推导半导体理论的数学物理方程，得到基本数学物理模型：漂移-扩散方程组。分析和总结目前常用半导体器件的数值模拟方法，对比这些数值方法的优缺点，强调有限体积法在半导体器件仿真中的特点。详细介绍本文采用的数值离散方法-有限体积法，并用有限体积法具体推导离散漂移—扩散方程组。用C/C++代码实现仿真程序的编写。根据输入器件模型得到数据，最后作图分析，并与Silvaco进行对比。