半导体器件中有关多物理多尺度扩散反应过程的计算模拟方法

Radiation environment can cause obvious damage effects in semiconductor devices, such as ionization and displacement damage. Research of the damage mechanism has significant value in applications. There are very limited theoretical and computational studies in this area in China. Besides the electron-hole drift-diffusion in usual semiconductor, there are a number of additional physical processes and corresponding components' drift-diffusion and reactions in the model of damage effects. The model forms a complicated nonlinear multiphysics-multiscale-longtime evolution system, and imposes a big challenge to computational studies. This program focuses on model and algorithm studies in simulation of ionization damage in semiconductor devices, and we aim to develop efficient, parallel, stable and practical 3D computational methods and software, and help promote research and education in related area in China.

半导体器件在辐照条件下会发生明显的损伤效应，如电离和位移损伤，对它的机理研究有重要应用价值。国内这方面的理论和计算研究较少。除常规半导体中的电子-空穴漂移扩散外，损伤效应模型中增加了更多的物理过程和相应组分的漂移扩散方程，并耦合了大量反应项，形成一个复杂的非线性多物理多尺度长时间演化系统，计算上有巨大的挑战性。本项目主要针对半导体电离损伤效应的模型和算法进行深入研究，发展高效并行、稳定且实用的三维数值计算方法和软件，推动国内相关领域的研究和人才培养。

半导体器件在辐照条件下会发生明显的损伤效应，如电离和位移损伤，对它的机理研究有重要应用价值。国内这方面的理论和计算研究较少。除半常规导体中的电子-空穴漂移扩散外，损伤效应模型中增加了更多的物理过程和相应的组分扩散方程，并耦合了大量反应项，形成一个复杂的非线性多物理多尺度长时间演化系统，计算上有巨大的挑战性。本项目主要针对半导体电离损伤效应的模型和算法进行深入研究，发展了高效并行、稳定且实用的三维数值计算方法和软件，推动国内相关领域的研究和人才培养。成果达到课题研究目标。