Численное исследование коллективных процессов в микроэлектронных структурах и оптимизация приборов больших интегральных схем

• Автор: Стрелкова, Надежда Григорьевна
• Шифр специальности: 05.27.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 227 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение стр.

Глава 1. Математическая модель для исследования нестационарных коллективных процессов в цилиндрическисимметричных системах и метод решения стр.

1.1 Общая постановка задачи стр.

1.2 Преобразования уравнений 1.1 1. к виду,

удобному для программной реализации . стр.

1.3 Метод макрочастиц облаковвячейке для

плазменных систем с цилиндрической симметрией стр.

1.4 Разностные схемы и методы решения волновых

уравнений стр.

1.5 Разностные схемы для уравнений движения и

методы их решения стр.
1.6 Электростатический вариант метода макрочастиц в
цилиндрической геометрии стр.
1.7 Краткое описание оптимизации численного алгоритма
и методики тестирования стр.
1.8 Выводы к главе 1 стр.
Литература


Список использованных литературных источников состоит из 5 наименований. Ниже излагается краткое содержание диссертации. Представлены результаты численного анализа и оптимизации топологии микровакуумных полевых эмиттеров и магнитосенсоров с кольцевыми электродами. Результаты исследования нелинейных процессов в линейных индукционных ускорителях на тяжёлых ионах, а также оптимизации электрических линз для вытягивания ионного пучка из низкоэнергетического плазменного источника, выполненные с помощью построенных моделей, алгоритмов и компьютерных программ, вынсссны в приложение 1 и приложение 2 и представлены работами [А 1 -Л4,Л6-Л8,Л -Л ,Л-А,А,А-А,А]. Глава 2, «Математическая модель для исследования нестационарных процессов в цилиндричсски-симмстричпых системах и метод решения», работы [А1-АЗ,А], излагает математическую модель в рамках системы уравнений Власова-Максвелла для исследования нестационарных процессов в приборах, имеющих цилиндрическую симметрию. Рассмотрена система релятивистских нестационарных уравнений Власова-Максвелла для. Использование релятивистской системы уравнений позволяет решать как проблемы ускорения частиц в задачах управляемого термоядерного систеза так и исследовать физические системы с относительно низкими скоростями заряженных частиц при условии равенства релятивистского фактора единице в системе уравнений. Приводятся особенности метода макрочастиц для решения системы самосогласованных уравнений с учетом внешних электромагнитных полей и принципы численной реализации метода частиц в цилиндрических системах для разрешения хматематичсской неопределенности на оси системы. А(г,г,0 потенциалов. Система волновых уравнений аппроксимировалась неявной разностной схемой переменных направлений второго порядка. Для решения разностных уравнений использовался метод прогонки. А(г, г). На каждом временном шаге проверялось выполнение условия сііуЕ = Акр, т. Фурье для уравнения невязки Д? НуЁ-Акр). Затем функция ? Для решения уравнений движения использовалась центральная разностная схема. Продемонстрировано как построенная модель и компьютерная программа могут быть использованы для численного исследования динамики релятивистской и нсрелятивистской плазмы и пучков в самосогласованных электростатических, и/или электромагнитных полях, с учётом внешних статических или переменных полей сложной конфигурации. Глава 2, «Численное моделирование электронного переноса в микроэлектронных структурах с аксиальной симметрией», представленная работами [А5,А9-А,А,А,А,А,4А], посвящена моделированию и оптимизации параметров электронных пучков в цилиндрических микровакуумных приборах. Функционирование микровакуумных устройств основано на управлении потоком электронов в ваккумных промежугках микронных и субмикронных размеров. Кольцевой автокатод формируется на изолирующей внутренней боковой поверхности цилиндра. Для создания сильного электрического поля, обеспечивающего достаточный ток полевой эмиссии, по обеим сторонам от катода располагаются кольцевые сеточные электроды. Экран, представленный верхним торцом микроячейки, служит как электрод для создания дополнительного тянущего электрического поля на поверхности автокатода так и источником вторичных электронов для увеличения тока на аноде, представленного нижним торцом ячейки. Целью оптимизация такой ячейки является повышение эмиссионной эффективности прибора, т. Представленные результаты расчетов демонстрируют выполненную оптимизацию топологии, т. Часть главы 2 посвящена моделированию и оптимизации параметров электронных пучков и геометрии цилиндрических магниточувствительных приборов (магнитосенсоров). Топология магнитосенсоров подобна топологии микровакуумных ячеек, с тем отличием, что анодный электрод коаксиально расщеплен на анод (д/) и (а2). Функция такого прибора фиксирование величины магнитного поля и трасформация магнитного поля в электрический сигнал. Анодные токи, определяемые потоком электронов, попадающих на отдельные части расщеплённого анода такого прибора, помещенного в магнитное поле, зависят от величины магнитного поля, т.