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Erschienen in:
Interplay Between Diffusion Anisotropy and Mesh Skewness in Hybrid High-Order Schemes Kapitel lesen Erstes Kapitel lesen

2020 | OriginalPaper | Buchkapitel

Challenges in Drift-Diffusion Semiconductor Simulations

verfasst von : Patricio Farrell, Dirk Peschka

Erschienen in: Finite Volumes for Complex Applications IX - Methods, Theoretical Aspects, Examples

Verlag: Springer International Publishing

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Abstract

We study and compare different discretizations of the van Roosbroeck system for charge transport in bulk semiconductor devices that can handle nonlinear diffusion. Three common challenges corrupting the precision of numerical solutions will be discussed: boundary layers, discontinuities in the doping profile, and corner singularities in L-shaped domains. The most problematic of these challenges are boundary layers in the quasi-Fermi potentials near ohmic contacts, which can have a drastic impact on the convergence order.

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Literatur
1.
2.
der Maur, MA., Povolotskyi, M., Sacconi, F., Pecchia, A., Romano, G., Penazzi, G., Di Carlo, A.: TiberCAD: towards multiscale simulation of optoelectronic devices. Opt. Quantum Electron. 40(14-15), 1077–1083 (2008)
3.
Eymard, R., Gallouët, T., Herbin, R.: Finite volume methods. In: Solution of Equation in \(\mathbb{R}^n\) (Part 3), Techniques of Scientific Computing (Part 3), Handbook of Numerical Analysis, vol. 7, pp. 713 – 1018. Elsevier (2000)
4.
Farrell, P., Rotundo, N., Doan, D.H., Kantner, M., Fuhrmann, J., Koprucki, T.: Mathematical methods: drift-diffusion models. In: J. Piprek (ed.) Handbook of Optoelectronic Device Modeling and Simulation, chap. 50, pp. 733–772. Taylor & Francis (2017)
5.
6.
Gajewski, H.: Analysis und Numerik von Ladungstransport in Halbleitern. WIAS Report (6) (1993). ISSN 0942-9077
7.
8.
Metadaten
Titel
Challenges in Drift-Diffusion Semiconductor Simulations
verfasst von
Patricio Farrell
Dirk Peschka
Copyright-Jahr
2020
Buch
Finite Volumes for Complex Applications IX - Methods, Theoretical Aspects, Examples

Print ISBN: 978-3-030-43650-6

Electronic ISBN: 978-3-030-43651-3

Copyright-Jahr: 2020

DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-030-43651-3_58