半導體器件的電磁熱一體化建模.pdf

1、大量試驗研究證明，溫度發(fā)生變化的同時，半導體器件的本構參數(shù)矩陣也會發(fā)生變化，從而改變電路原有的電磁場分布特性。電路和器件的小型化和集成化以及半導體器件的廣泛運用，導致電路中的能耗密度進一步增大，溫度增高，而高溫會嚴重影響電路和器件運行的可靠性，從而對電磁兼容與防護提出了新的要求。
　　由于器件溫度會隨時間改變，難以進行試驗測量，本文提出一種基于多物理場耦合的時域有限差分算法，建立熱場與電磁場的有限差分法和時域有限差分法（FDM-F

2、DTD）一體化模型。即，使用有限差分法（FDM）實時計算目標體的熱傳導，使用時域有限差分法（FDTD）計算電磁波與目標體的相互作用。由于熱場與電磁場的傳播速度相差108倍，時間尺度相差很大，傳統(tǒng)FDM-FDTD法在計算熱場和電磁場時是單獨進行循環(huán)迭代，本文使用時間尺度統(tǒng)一算法，將熱場與電磁場的迭代同步，極大縮短了計算時間?；谠撃Ｐ?，本文對半導體器件中不同材料元件的熱傳導特性進行了分析，數(shù)值試驗表明，溫度的分布通常是非均勻的，導致目標體