多尺度模擬方法在半導(dǎo)體材料位移損傷研究中的應(yīng)用

目錄
叢書序
前言
主要符號(hào)表
第1章緒論1
1.1位移損傷效應(yīng)2
1.2單粒子位移損傷效應(yīng)3
1.3位移損傷的多尺度特點(diǎn)6
1.4位移損傷缺陷的產(chǎn)生及演化模擬8
參考文獻(xiàn)11
第2章多尺度模擬方法15
2.1輻射與材料相互作用模擬方法17
2.1.1載能粒子與原子核的碰撞動(dòng)力學(xué)17
2.1.2二體碰撞近似方法19
2.2分子動(dòng)力學(xué)方法23
2.3動(dòng)力學(xué)蒙特卡羅方法27
2.4**性原理方法30
2.4.1**性原理計(jì)算方法31
2.4.2VASP軟件31
2.5器件電學(xué)性能模擬方法34
2.5.1缺陷復(fù)合理論34
2.5.2位移損傷缺陷的電學(xué)性質(zhì)36
2.5.3SentaurusTCAD軟件38
參考文獻(xiàn)38
第3章多尺度模擬方法在硅材料位移損傷研究中的應(yīng)用42
3.1離子入射硅引起的位移損傷缺陷初態(tài)研究42
3.1.1離子入射硅初級(jí)碰撞過(guò)程的蒙特卡羅模擬42
3.1.2硅中離位級(jí)聯(lián)的分子動(dòng)力學(xué)模擬46
3.2位移損傷缺陷的長(zhǎng)時(shí)間演化機(jī)理研究60
3.2.1中子在硅中產(chǎn)生的初級(jí)反沖原子能量分布計(jì)算62
3.2.2位移損傷缺陷長(zhǎng)時(shí)間演化的動(dòng)力學(xué)蒙特卡羅模擬63
3.2.3位移損傷缺陷的長(zhǎng)時(shí)間演化機(jī)理69
3.2.4空間均勻分布缺陷的長(zhǎng)時(shí)間演化機(jī)理76
3.2.5位移損傷電流退火因子78
3.3重離子引起的單粒子位移損傷電流計(jì)算83
3.3.1單粒子位移損傷電流計(jì)算方法83
3.3.2252Cf輻照超低泄漏電流二極管的單粒子位移損傷電流計(jì)算89
3.4本章小結(jié)101
參考文獻(xiàn)102
第4章多尺度模擬方法在砷化鎵材料位移損傷研究中的應(yīng)用107
4.1質(zhì)子在GaAs中初級(jí)離位碰撞模擬107
4.1.1物理模型108
4.1.2質(zhì)子入射GaAs材料全射程模擬110
4.1.3質(zhì)子垂直入射GaAs太陽(yáng)電池模擬114
4.2GaAs中級(jí)聯(lián)碰撞的分子動(dòng)力學(xué)模擬118
4.2.1計(jì)算方法119
4.2.2結(jié)果與討論122
4.3GaAs中輻照缺陷長(zhǎng)時(shí)間演化的KMC模擬132
4.3.1GaAs中輻照缺陷相關(guān)性質(zhì)計(jì)算及KMC模擬設(shè)置132
4.3.2結(jié)果與討論137
4.4本章小結(jié)140
參考文獻(xiàn)141
第5章多尺度模擬方法在碳化硅材料位移損傷研究中的應(yīng)用145
5.1中子與SiC材料初級(jí)碰撞模擬146
5.1.1初級(jí)碰撞模擬設(shè)置147
5.1.2初級(jí)碰撞模擬結(jié)果147
5.2PKA級(jí)聯(lián)碰撞的分子動(dòng)力學(xué)模擬151
5.2.1勢(shì)函數(shù)與材料結(jié)構(gòu)模型151
5.2.2計(jì)算內(nèi)容與程序設(shè)計(jì)152
5.2.3數(shù)據(jù)處理方法154
5.2.4結(jié)果與討論155
5.34H-SiC中缺陷長(zhǎng)時(shí)間演化的KMC模擬160
5.3.1計(jì)算方法160
5.3.2程序設(shè)計(jì)161
5.3.3結(jié)果與討論162
5.4位移損傷致反向漏電流的計(jì)算167
5.5本章小結(jié)171
參考文獻(xiàn)172
第6章多尺度模擬方法在氮化鎵材料位移損傷研究中的應(yīng)用174
6.1不同中子能譜環(huán)境下GaN中產(chǎn)生的初級(jí)反沖原子能譜研究174
6.210keVPKA在GaN中離位級(jí)聯(lián)的分子動(dòng)力學(xué)模擬研究178
6.2.1點(diǎn)缺陷的演化規(guī)律180
6.2.2點(diǎn)缺陷的空間分布及缺陷團(tuán)簇181
6.2.3點(diǎn)缺陷產(chǎn)生與溫度的關(guān)系183
6.3基于動(dòng)力學(xué)蒙特卡羅的GaN位移損傷缺陷演化的模擬研究183
6.41MeV中子輻照GaN產(chǎn)生缺陷的演化模擬研究185
6.4.11MeV中子在GaN中產(chǎn)生的初級(jí)反沖原子186
6.4.2不同能量PKA在GaN中產(chǎn)生缺陷的分子動(dòng)力學(xué)模擬研究186
6.4.3基于動(dòng)力學(xué)蒙特卡羅的位移損傷缺陷演化模擬研究190
6.4.4基于TCAD的GaN電學(xué)特性研究194
6.5本章小結(jié)196
參考文獻(xiàn)196