多尺度模擬方法在半導體材料位移損傷研究中的應用

目錄
叢書序
前言
主要符號表
第1章緒論1
1.1位移損傷效應2
1.2單粒子位移損傷效應3
1.3位移損傷的多尺度特點6
1.4位移損傷缺陷的產(chǎn)生及演化模擬8
參考文獻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力學17
2.1.2二體碰撞近似方法19
2.2分子動力學方法23
2.3動力學蒙特卡羅方法27
2.4**性原理方法30
2.4.1**性原理計算方法31
2.4.2VASP軟件31
2.5器件電學性能模擬方法34
2.5.1缺陷復合理論34
2.5.2位移損傷缺陷的電學性質36
2.5.3SentaurusTCAD軟件38
參考文獻38
第3章多尺度模擬方法在硅材料位移損傷研究中的應用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離子入射硅初級碰撞過程的蒙特卡羅模擬42
3.1.2硅中離位級聯(lián)的分子動力學模擬46
3.2位移損傷缺陷的長時間演化機理研究60
3.2.1中子在硅中產(chǎn)生的初級反沖原子能量分布計算62
3.2.2位移損傷缺陷長時間演化的動力學蒙特卡羅模擬63
3.2.3位移損傷缺陷的長時間演化機理69
3.2.4空間均勻分布缺陷的長時間演化機理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算83
3.3.1單粒子位移損傷電流計算方法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算89
3.4本章小結101
參考文獻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用107
4.1質子在GaAs中初級離位碰撞模擬107
4.1.1物理模型108
4.1.2質子入射GaAs材料全射程模擬110
4.1.3質子垂直入射GaAs太陽電池模擬114
4.2GaAs中級聯(lián)碰撞的分子動力學模擬118
4.2.1計算方法119
4.2.2結果與討論122
4.3GaAs中輻照缺陷長時間演化的KMC模擬132
4.3.1GaAs中輻照缺陷相關性質計算及KMC模擬設置132
4.3.2結果與討論137
4.4本章小結140
參考文獻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用145
5.1中子與SiC材料初級碰撞模擬146
5.1.1初級碰撞模擬設置147
5.1.2初級碰撞模擬結果147
5.2PKA級聯(lián)碰撞的分子動力學模擬151
5.2.1勢函數(shù)與材料結構模型151
5.2.2計算內(nèi)容與程序設計152
5.2.3數(shù)據(jù)處理方法154
5.2.4結果與討論155
5.34H-SiC中缺陷長時間演化的KMC模擬160
5.3.1計算方法160
5.3.2程序設計161
5.3.3結果與討論162
5.4位移損傷致反向漏電流的計算167
5.5本章小結171
參考文獻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用174
6.1不同中子能譜環(huán)境下GaN中產(chǎn)生的初級反沖原子能譜研究174
6.210keVPKA在GaN中離位級聯(lián)的分子動力學模擬研究178
6.2.1點缺陷的演化規(guī)律180
6.2.2點缺陷的空間分布及缺陷團簇181
6.2.3點缺陷產(chǎn)生與溫度的關系183
6.3基于動力學蒙特卡羅的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)生缺陷的分子動力學模擬研究186
6.4.3基于動力學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電學特性研究194
6.5本章小結196
參考文獻196