随着半导体技术不断发展和制作工艺的不断进步，半导体器件开始进入纳米时代。由小尺寸化带来的物理效应，如量子效应等在大规模及超大规模集成电路中产生的影响开始变得不可忽略。传统的数值模拟模型，如漂移扩散模型和流体力学模型求解小尺寸半导体器件越来越不准确。蒙特卡罗法作为一种模拟粒子运动的数值方法开始广泛运用于半导体器件的模拟研究。蒙特卡罗法是利用随机数对物理过程进行模拟的方法，该方法在物理、数学、化学等领域具有广泛应用。本文研究了蒙特卡罗模拟半导体器件内部载流子运动的原理，设计程序模拟半导体器件。设计过程中采用矩形网格对器件结构进行划分，用有限差分法对载流子在空间上进行离散，电荷分配则采用单位云(CIC)方法。研究讨论了利用蒙特卡罗法模拟半导体器件时采用的物理模型及数值方法，提出了程序设计流程，将模拟结果与Silvaco仿真软件的模拟结果进行对比分析。通过对器件内部的电子浓度以及电势分布等参数的比较，验证了蒙特卡罗法的正确性。主要内容为：1简述半导体器件模拟的发展历史，重点介绍了蒙特卡罗法与解析的漂移扩散法等传统方法相比的优势。2推导了蒙特卡罗法所需的物理模型，包括粒子散射机制中的杂质散射和声子散射、粒子飞行的随机模型、自然边界条件和固定边界条件的处理等。3讨论了初始条件、网格划分、时间步长、收敛性等数值问题，通过数学模型设计模拟流程，用C++编程实现模拟程序。4用所编写的程序模拟N+PN+管、MESFET等典型半导体器件，将模拟结果与Silvaco软件模拟结果比较，画出电子浓度、电势、IV曲线等参数的分布图，模拟结果验证了蒙特卡罗法的正确性。