[發(fā)明專利]一種吸收劑量的定量蒙特卡羅模擬方法、系統(tǒng)及存儲(chǔ)介質(zhì)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911020779.2
• 申請(qǐng)日: 2019-10-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110782952B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-06-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳正新;孫慧斌;何承發(fā);趙海歌;劉國(guó)卿;胡世鵬;鐘健;甘林;羅奇;郝昕
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳大學(xué)
• 主分類號(hào): G16C10/00
• 分類號(hào): G16C10/00;G16C20/10
• 代理公司: 深圳市君勝知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44268
• 代理人: 王永文;劉文求

本發(fā)明公開(kāi)了一種吸收劑量的定量蒙特卡羅模擬方法、系統(tǒng)及存儲(chǔ)介質(zhì)，方法包括：建立中空三維屏蔽模型和三維界面網(wǎng)格模型；模擬X射線照射三維模型，獲取半導(dǎo)體層不同位置網(wǎng)格中沉積的能量；根據(jù)獲取到的不同位置網(wǎng)格中沉積的能量、半導(dǎo)體層密度及網(wǎng)格體積得到半導(dǎo)體層不同深度的吸收劑量。本發(fā)明通過(guò)預(yù)先建立三維屏蔽模型和三維界面網(wǎng)格模型，模擬X射線照射三維屏蔽模型，可對(duì)初級(jí)粒子以及所有的次級(jí)粒子進(jìn)行跟蹤從而得到半導(dǎo)體層精確的吸收劑量；通過(guò)三維屏蔽模型能夠減弱金與半導(dǎo)體層界面的劑量增強(qiáng)效應(yīng)，進(jìn)一步提高吸收劑量測(cè)量的準(zhǔn)確性；通過(guò)對(duì)半導(dǎo)體層進(jìn)行網(wǎng)格劃分，能夠測(cè)量半導(dǎo)體任意位置的吸收劑量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及輻射劑量學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及的是一種吸收劑量的定量蒙特卡羅模擬方法、系統(tǒng)及存儲(chǔ)介質(zhì)。

背景技術(shù)

隨著半導(dǎo)體集成電路技術(shù)的飛速發(fā)展，為了改善器件性能，許多器件都采用內(nèi)部鍍金的Kovar封裝，鍍金層與靈敏區(qū)材料層形成了高低原子序數(shù)材料結(jié)構(gòu)。由于高原子序數(shù)材料金對(duì)低能光子有較大的光電截面，因而當(dāng)這部分低能光子輻照在半導(dǎo)體器件中的靈敏區(qū)時(shí)，將在金中產(chǎn)生大量的二次電子，部分次級(jí)電子進(jìn)入交界面的半導(dǎo)體靈敏區(qū)中，在靈敏區(qū)產(chǎn)生劑量增強(qiáng)效應(yīng)，從而使器件靈敏區(qū)沉積的能量超過(guò)了常規(guī)方法測(cè)量的平衡劑量值，器件損傷水平超過(guò)了預(yù)期，嚴(yán)重影響器件壽命和可靠性。

目前在半導(dǎo)體器件輻射效應(yīng)的研究中,吸收劑量的測(cè)量是在滿足次級(jí)電子平衡等條件下，應(yīng)用空腔電離理論，構(gòu)造一個(gè)劑量計(jì)模體系統(tǒng)來(lái)測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)介質(zhì)或材料中的吸收劑量，然后換算至同樣輻照條件下的其他感興趣材料的吸收劑量，但由于半導(dǎo)體靈敏區(qū)尺寸及其窄小及劑量增強(qiáng)效應(yīng)的影響，吸收劑量實(shí)驗(yàn)測(cè)試?yán)щy，測(cè)量結(jié)果不精確。而且現(xiàn)有測(cè)量吸收劑量時(shí)只能將薄膜劑量片放在金與半導(dǎo)體器件之間測(cè)量薄膜劑量片放置區(qū)域的吸收劑量，當(dāng)需要其它區(qū)域吸收劑量參數(shù)時(shí)需要重復(fù)多次測(cè)量，操作麻煩。

因此，現(xiàn)有技術(shù)有待于進(jìn)一步的改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，本發(fā)明的目的在于為用戶提供一種吸收劑量的定量蒙特卡羅模擬方法、系統(tǒng)及存儲(chǔ)介質(zhì)，克服現(xiàn)有技術(shù)中由于半導(dǎo)體靈敏區(qū)尺寸及其窄小及劑量增強(qiáng)效應(yīng)的影響，吸收劑量實(shí)驗(yàn)測(cè)試?yán)щy，測(cè)量結(jié)果不精確，只能測(cè)量薄膜劑量片放置區(qū)域的吸收劑量的缺陷。

本發(fā)明解決技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案如下：

建立中空三維屏蔽模型；

根據(jù)半導(dǎo)體器件材料特性，在所述三維屏蔽模型內(nèi)建立由金薄膜層和半導(dǎo)體層組成的三維界面網(wǎng)格模型；

模擬X射線照射所述三維屏蔽模型，獲取X射線入射到所述半導(dǎo)體層不同位置網(wǎng)格中沉積的能量；

根據(jù)獲取到的不同位置網(wǎng)格中沉積的能量、所述半導(dǎo)體層密度及網(wǎng)格體積得到所述半導(dǎo)體層不同深度的吸收劑量。

所述的吸收劑量的定量蒙特卡羅模擬方法，其中，所述三維屏蔽模型由鉛外層和鋁內(nèi)層構(gòu)成。

所述的吸收劑量的定量蒙特卡羅模擬方法，其中，所述建立中空三維屏蔽模型的步驟包括：

通過(guò)預(yù)先設(shè)定的柵元卡確定鉛外層和鋁內(nèi)層的形狀和大小，通過(guò)預(yù)先設(shè)定的曲面卡確定鉛外層和鋁內(nèi)層的位置，通過(guò)預(yù)先設(shè)定的材料卡確定鉛外層和鋁內(nèi)層的密度建立中空三維屏蔽模型。

所述的吸收劑量的定量蒙特卡羅模擬方法，其中，所述根據(jù)半導(dǎo)體器件材料特性，在所述三維屏蔽模型內(nèi)建立由金薄膜層和半導(dǎo)體層組成的三維界面網(wǎng)格模型的步驟包括：

根據(jù)半導(dǎo)體器件材料特性，通過(guò)預(yù)先設(shè)定的曲面卡在所述三維屏蔽模型內(nèi)建立由金薄膜層和半導(dǎo)體層組成的三維界面模型；

將所述半導(dǎo)體層沿深度方向和XY方向進(jìn)行網(wǎng)格劃分，建立由金薄膜層和半導(dǎo)體層組成的三維界面網(wǎng)格模型。