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6 janvier 2011 : Convergence

Le multi piégeage-dépiègeage est en voie d'achèvement. Au cours de la mise au point de ces équations j'ai découvert quelques erreurs provoquant des difficultés de convergence. J'explique dans ce document les problèmes rencontrés et les solutions mises en oeuvre.

Voici un exemple de modélisation du piégeage en 1D pour un barreau de Si02 de 0.085 µm de long. Cette modélisation prend en compte :

• 2 niveaux pièges pour les électrons situés à 1 et 1,2 eV sous la bande de conduction, densité de 10²⁰ cm^-3 par niveau piège
• 2 niveaux pièges pour les trous situés à 0,8 et 1,1 eV au dessus de la bande de valence, densité de 10²⁰ cm^-3 par niveau piège

Ce barreau est soumis à un débit de 10 krad/s pendant 10000 s soit une dose totale de 10 Mrad.

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Lorsque le barreau est soumis à un champ appliqué de 0 MV/cm (différence de potentiel de 0V entre les électrodes) on obtient les résultats :

Distribution du potentiel, des électrons piégés (1 et 1,2 eV) et des trous piégés (0,8 et 1,1 eV) à t=1000 s

Distribution du potentiel, des électrons piégés (1 et 1,2 eV) et des trous piégés (0,8 et 1,1 eV) à t=10000 s (fin de l'irradiation)

Distribution du potentiel, des électrons piégés (1 et 1,2 eV) et des trous piégés (0,8 et 1,1 eV) à t=10⁶ s

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Lorsque le barreau est soumis à un champ appliqué de 1 MV/cm (différence de potentiel de 8,5V entre les électrodes) on obtient les résultats :

Distribution du potentiel, des électrons piégés (1 et 1,2 eV) et des trous piégés (0,8 et 1,1 eV) à t=1000 s

Distribution du potentiel, des électrons piégés (1 et 1,2 eV) et des trous piégés (0,8 et 1,1 eV) à t=10000 s (fin de l'irradiation)

Distribution du potentiel, des électrons piégés (1 et 1,2 eV) et des trous piégés (0,8 et 1,1 eV) à t=10⁶ s

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Vous noterez que les pièges plus profonds (notés nt1 et pt1) présentent un dépiégeage dû à l'agitation thermique plus faible que les pièges moins profonds (nt0 et pt0). Ils se remplissement donc plus vite (comparez l'étape à t=1000 s avec celle à t=10000 s) et se vident plus lentement (comparez l'étape à t=10000 s avec celle à t=10⁶ s).

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Dérive de tension seuil dûe aux électrons piégés, aux trous piégés, totale pour un champ appliqué de 0 MV/cm.

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Dérive de tension seuil dûe aux électrons piégés, aux trous piégés, totale pour un champ appliqué de 1 MV/cm.

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Les dérives de tensions seuil dûes aux électrons et aux troux piégés sont de signes opposés et de valeurs voisines. A revoir, ERREUR les dérives de tension seuil ne sont calculées que pour 1 niveau ...

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Alain