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在现代科学技术中,集成电路(IC)产业的发展水平体现了一个国家科学技术的发达程度,是一个国家科技竞争力的重要反映。半导体器件是构成集成电路的基础,而作为研制半导体器件的一种重要且高效的手段,半导体器件的计算机模拟技术的地位显得更加重要。另外,基于第三代宽禁带半导体材料的新型器件的研究是目前的一个热点,尤其是HEMT器件,因其电子的迁移率高而受到广泛的关注和应用。在上面介绍的背景下,本论文首先介绍了半导体器件模拟的相关理论,然后论述了HEMT器件的工作原理,接着研究了第三代半导体材料的物理模型,最后构建了典型HEMT器件模型结构,并对该结构进行了仿真。这些工作总结起来可列述如下:1.简要的介绍了半导体材料及HEMT器件的发展情况,计算机模拟技术的相关概念,国内外TCAD软件的发展及研究现状。2.详细的介绍了半导体器件模拟理论中涉及的载流子输运方程、电流连续性方程和泊松方程以及它们的物理意义,同时通过这几个基本方程推导了作为器件模拟基础的经典的漂移扩散模型。3.重点介绍了GaN/AlGaN异质结构,以及该类异质结构中特有的自发极化和压电极化效应,给出了二维电子气的概念和产生机理,叙述了典型HEMT器件的工作原理。4.查阅相关文献以及技术资料,确定了GaN和AlGaN材料的能带模型,迁移率模型,复合率模型等基本物理模型或参数,并一一对其进行了总结。然后,通过C++语言编码实现了这些模型,并将它们添加进了Genius源码中。5.通过Genius软件模拟了基于GaN和AlGaN材料的同质PN结,异质PN结,得到了PN结的内建电势,IV曲线等,验证了添加的材料模型是否准确。介绍了如何在模拟时引入二维电子气,并模拟了完整的HEMT器件结构,得到了器件界面电荷和输出曲线等特性,将得到的结果与经典的半导体器件仿真软件Silvaco得到的结果作了全面的对比。