CFD methodology in semiconductor device simulatıons
Yarı iletken aygıt simulasyonlarında SAD metodolojisi
- Tez No: 95455
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. ALİ ECDER, DOÇ. GÜNHAN DÜNDAR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Benzetim, Newton yöntemi, Sayısal akışkanlar dinamiği, Yarı iletkenler, Simulation, Newton method, Computational fluids dynamic, Semiconductors
- Yıl: 2000
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
ÖZET YARI İLETKEN AYGIT SIMULASYONLARINDA SAD METODOLOJİSİ Bu çalışma Sayısal Akışkanlar Dinamiği (SAD) metotlarının yarı iletken aygıt modellemesinde kullanılan kayma-yayınım denklemlerine uygulanabilirliğini araştırmıştır. Model denklemleri birbirine bağlı doğrusal olmayan kısmi diferansiyel denklemler olup doğrusal olmayan kısmı güçlü bir teknik olan Newton iterasyon metodu kullanılarak çözülmüştür. Bazı durumlarda Newton metodu yakınsamayan çözümler üretmiş ve bu güçlük parametrik düzeltme faktörü kullanılarak ortadan kaldırılmıştır. Her Newton iterasyonu sonucu ortaya çıkan doğrusal denklemler Krylov altuzay metotlarından biri olan GMRES metoduyla çözülmüştür. GMRES sistem matrisi olan Jacobian matrisin hafızada tutulmasına gerek duymaz. Bu özellikten faydalanılarak çalışmada matris-bağımsız bir algoritma uygulanmıştır. Böylece hafıza gereksinimleri vektörlerle sınırlandırılmıştır. Fakat algoritma GMRES iterasyonu arttıkça artan sayıda vektörlerin hafızada tutulmasını gerektirir. Bu güçlüğü ortadan kaldırmak için işlemin iteratif bir şekilde tekrar başlatılması yoluna gidilmiştir. Kötü koşullandırılmış sistemler yakınsamayan veya yanlış sonuçlara ulaşan çözümler vermiştir. Daha iyi koşullandırılmış bir sistem elde etmek ve hızlı yakınsama sağlamak amacıyla Jacobi ve ILU iyileştiricileri kullanılmıştır. Çalışma simülasyonlann yakınsaması için bilinmeyenlerin öntahminin, değişkenlerin ve aygıta uygulanan potansiyelin uygun seçilmesinin oldukça önemli olduğunu göstermiştir. De Mari'nin çalışması esas alınarak boyutsuz forma normalize edilen kayma- yayınım denklemlerinin kullanıldığı mevcut çalışmada denklemlerin fiziksel yönlerini yorumlayan ve temel yan iletken aygıt simülasyonlanndan örnekler veren sonuçlar sunulmuştur.
Özet (Çeviri)
IV ABSTRACT CFD METHODOLOGY IN SEMICONDUCTOR DEVICE SIMULATIONS This study has surveyed the applicability of Computational Fluid Dynamics (CFD) methods to the drift-diffusion equations which model semiconductor devices. The model problem including coupled system of nonlinear partial differential equations have been solved by utilizing the Newton's iteration method which is a powerful technique. To prevent the Newton's method to fail for producing a converged solution, a parametric correction factor has been used. The linear equations obtained at each Newton iteration have been solved by using Generalized Minimal Residual (GMRES) method which is one of the Krylov subspace methods. Since GMRES does not require the Jacobian matrix to be stored, a matrix-free technique has been utilized. The present study has shown that ill-conditioned systems produce non-convergent or convergent but wrong solutions. To obtain a well-conditioned system, and to provide a better convergence rate, Jacobi and Incomplete LU (ILU) preconditioners are utilized. This work has shown that simulations are highly dependent on factors such as choice of variables, bias condition and initial guess. Following the work of de Mari, the drift- diffusion equations have been normalized into dimensionless form. The study has also discussed the physical aspects of the model equations and presented results from basic semiconductor devices.
Benzer Tezler
- Rönesans'ta müzik aletleri konulu resimler ve 20. yüzyıl resim sanatında müziğin etkisi
Başlık çevirisi yok
ESİN GÖÇER
- Bilgisayar destekli akışkanlar dinamiği (CFD) analizinin mühendislik tasarım aşaması ile bütünleştirilmesi için aktivite ve bilgi modellemesi
Activity and information modeling of computational fluid dynamics (CFD) analysis in order to integrate with the engineering design process
YILMAZ GÜR
Doktora
Türkçe
1998
Makine MühendisliğiBalıkesir ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Y.DOÇ.DR. RAMAZAN YAMAN
- İki boyutlu yapısal olmayan ağların adaptasyonu
Adaptive remeshing on two dimensional unstructured meshes
SERDAR DİLAVER
- A General unstructured mesh generation algorithm with its use in CFD applications
Hesaplama akışkanlar mekaniğindeki uygulamaları ile genel bir düzensiz ağ üretimi algoritması
B. KAAN KARAMETE
Doktora
İngilizce
1996
Mühendislik BilimleriOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMühendislik Bilimleri Ana Bilim Dalı
- Püskürtmeli kurutucuda trona çözeltisi ile yapılan desülfürizasyon çalışmaları ve CFD simülasyonu
Başlık çevirisi yok
S.CELAL KARAKAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÜLHAYAT NASÜN (SAYGILI)