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Efficient Full-Band Monte Carlo Simulation of Silicon Devices Simulation Monte Carlo pleine bande efficace de dispositifs en silicium

Christoph JUNGEMANN, Stefan KEITH, Martin BARTELS, Bernd MEINERZHAGEN

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Résumé:

La technique de Monte Carlo pleine bande est actuellement la méthode de simulation de dispositif la plus précise, mais son utilité est limitée car elle est très gourmande en CPU. Ce travail décrit en détail des algorithmes efficaces, qui élèvent l'efficacité de la méthode de Monte Carlo pleine bande à un niveau où elle devient applicable dans le processus de conception de dispositifs au-delà des simulations exemplaires. Le k-l'espace est discrétisé avec une grille tétraédrique non uniforme, ce qui minimise l'erreur de discrétisation de l'interpolation d'énergie linéaire et les besoins en mémoire. Une discrétisation cohérente du tenseur de masse inverse est utilisée pour formuler des estimateurs efficaces des paramètres de transport. La diffusion des particules est modélisée de telle manière qu'une technique de réjection très rapide peut être utilisée pour la génération de l'état final, éliminant la principale cause de l'inefficacité des simulations Monte Carlo pleine bande. Le simulateur Monte Carlo pleine bande développé est très efficace. Par exemple, en conjonction avec la technique de simulation non auto-cohérente, des temps CPU de quelques minutes CPU par point de polarisation sont obtenus pour les calculs de courant de substrat. Les calculs auto-cohérents du courant de drain d'un NMOSFET 60 nm prennent environ quelques heures CPU, démontrant la faisabilité des simulations Monte Carlo pleine bande.

Publication
IEICE TRANSACTIONS on Electronics Vol.E82-C No.6 pp.870-879
Date de publication
1999/06/25
Publicisé
ISSN en ligne
DOI
Type de manuscrit
Special Section INVITED PAPER (Special Issue on TCAD for Semiconductor Industries)
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