[发明专利]一种基于仿真的单粒子效应截面获取方法

摘要

本发明涉及一种基于仿真的单粒子效应截面获取方法，设定器件的实际材料结构、几何结构、掺杂参数，实现完整的器件模型；进行半导体特性数值计算，求解扩散漂移方程、泊松方程以及载流子连续方程，获取器件的电学特征曲线；开展单粒子效应器件模型关键电学参数校准，使器件电学符合理论预期；所述关键电学参数包括晶体管转移特性曲线和存储器延迟特性曲线。本发明提出了基于数值计算的单粒子效应截面获取方法，可以定位单粒子效应错误的位置，可以实现器件的布线、尺寸与器件工艺参数与单粒子效应敏感性的关系，可以在设计阶段就实现单粒子效应性能的验证。

主权项

1.一种基于仿真的单粒子效应截面获取方法，其特征在于：包括以下步骤：S1】设定器件的实际材料结构、几何结构、掺杂参数，实现完整的器件模型；S2】进行半导体特性数值计算，求解扩散漂移方程、泊松方程以及载流子连续方程，获取器件的电学特征曲线；所述扩散漂移方程、泊松方程以及载流子连续方程如下所示：ϵ▿2ψ=-q(p-n+ND+-ND-)]]>∂n∂t=Gn-Rn+1q▿·Jn,∂p∂t=Gp-Rp-1q▿·Jp]]>J→n=qnμnE→+qDn▿n,J→p=qpμpE→+qDp▿p]]>其中：和是分别指电子电流密度和空穴电流密度；是指电场密度；R_n和R_p是分别指电子和空穴的产生率；G_n和G_p是分别指电子和空穴的复合率；n是电子密度；p是空穴密度；q为电子电量；μ_n和μ_p分别指电子和空穴的迁移率；D_n和D_p是分别指电子和空穴的扩散系数；S3】开展单粒子效应器件模型关键电学参数校准，使器件电学符合理论预期；所述关键电学参数包括晶体管转移特性曲线和存储器延迟特性曲线；S4】开展单粒子效应器件模型关键工艺参数校准，使器件单粒子效应电荷收集脉冲电流与理论模型一致；所述关键工艺参数包括器件衬底厚度、阱深、横向隔离区域参数；S5】在器件模型的表面开展对粒子入射位置进行随机抽样，在随机抽样得到的入射位置上开展添加单粒子效应物理模型的半导体器件数值计算，从而获取该粒子单粒子效应灵敏区域的位置；S6】在该单粒子效应灵敏区域的位置附近逐点开展单粒子效应半导体器件数值仿真，即单粒子效应数值仿真的遍历抽样，从而获取该粒子单粒子效应灵敏区域的形状和大小；S7】在利用步骤S5、S6获取的粒子单粒子效应灵敏区域内进行更高密度的逐点单粒子效应数值仿真，获取低能粒子的单粒子效应灵敏区域的位置和大小；S8】根据获取的单粒子效应灵敏区域图形，统计不同粒子引起的单粒子效应截面，采用威布尔方法拟合单粒子翻转效应灵敏性随粒子入射粒子的曲线，实现半导体器件单粒子效应特性评估。