УДК 004.4, 517.929, 621.382

Параллельные вычисления в задачах физико-топологического моделирования физических процессов в перспективных полупроводниковых приборах с учетом радиационного воздействия

 

В. К. Киселев, С. В. Оболенский, А. С. Пузанов, А. В. Скупов

ННГУ им. Н.И. Лобачевского

 

Статья получена 10 февраля 2014 г.

 

Аннотация. В работе представлены результаты применения параллельных вычислений на графических процессорах при решении задачи переноса носителей заряда в полупроводниковых приборах с учетом радиационного воздействия. На примере квазигидродинамической модели последовательно рассмотрены сведение системы уравнений в частных производных к дифференциально-алгебраической задаче и численные методы ее решения. На примере решения тестовой задачи показана эффективность рассмотренных алгоритмов.

Ключевые слова: физико-топологическое моделирование полупроводниковых приборов, квазигидродинамическое приближение, параллельные вычисления на графических процессорах, численное решение систем дифференциально-алгебраических уравнений, моделирование радиационного воздействия на полупроводниковые приборы.

Abstract. The paper presents the results of parallel computing on GPUs for the  solving of the problem of charge transport in semiconductor devices taking into account the radiation effect. By the example of quasi-hydrodynamic model, the  reduction of partial differential equations to the differential-algebraic problem and numerical methods for solving it are consistently considered. The efficiency of the considered algorithms is shown by the example of the the test problem solution.

Key words: physical and topological modeling of semiconductor devices, quasi-hydrodynamic approximation, parallel computing on graphics processors, numerical solution of differential-algebraic equations, modeling of radiation effects on semiconductor devices.