[發明專利]一種總劑量效應缺陷模型的確定方法及裝置

有效

• 申請號: 201911282086.0
• 申請日: 2019-12-13
• 公開（公告）號: CN110968960B
• 公開（公告）日: 2022-09-09
• 發明（設計）人: 張晉新;郭紅霞;任迪遠;付軍;王玉東;潘霄宇;王輝;馮娟
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06T17/00
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 孟金喆

本發明實施例公開了一種總劑量效應缺陷模型的確定方法及裝置。該總劑量效應缺陷模型的確定方法包括：構建晶體管三維結構模型；獲取初始空穴陷阱電荷參數至晶體管三維結構模型，形成初始輻射缺陷損傷模型；基于晶體管三維結構模型中設定的物理模型和數值求解方法，計算初始輻射缺陷損傷模型的初始歸一化過剩基極電流；確定初始歸一化過剩基極電流為預設初始歸一化過剩基極電流時，根據初始空穴陷阱電荷參數以及預設的每相鄰兩個輻射劑量點的歸一化過剩基極電流之間的比例關系確定不同輻射劑量點對應的空穴陷阱電荷參數，形成不同輻射劑量點下的總劑量效應缺陷模型。

技術領域

本發明實施例涉及微電子技術領域，尤其涉及一種總劑量效應缺陷模型的確定方法及裝置。

背景技術

雙極晶體管作為一種重要的分立半導體器件，是雙極型數字和模擬集成電路的核心器件，廣泛應用與航天器的電子系統中。然而，工作于太空環境的微電子器件與電路將不可避免的遭受各種宇宙射線和高能粒子的電離輻射影響，引起性能退化而給航天器電子系統的可靠性帶來重大隱患。尤其當其應用于衛星殼體外部時，短時間內遭受的粒子輻射急劇增加，電離輻射總劑量效應成為不可忽視的損傷因素。而雙極晶體管中的隔離氧化層結構形成的硅/二氧化硅界面使其易受到總劑量效應的影響，分析總劑量效應損傷機制對晶體管的空間可靠應用意義重大。

現有技術中，對輻射后器件損傷的分析是采用傳統雙極晶體管正向電學特性的方法。針對電離輻射總劑量效應的研究，主要體現在輻射損傷對器件電學特性退化的宏觀影響上，實驗手段以研究電學參數退化的測試技術為主。

然而，現有的輻射效應宏觀電學參數退化分析，不可以全面的表征器件總劑量效應退化規律。

發明內容

本發明提供一種總劑量效應缺陷模型的確定方法及裝置，以解決現有技術中不可以全面的表征器件總劑量效應退化規律的問題。

第一方面，本發明實施例提供了一種總劑量效應缺陷模型的確定方法，該總劑量效應缺陷模型的確定方法包括：

構建晶體管三維結構模型；

獲取初始空穴陷阱電荷參數至所述晶體管三維結構模型，形成初始輻射缺陷損傷模型；

基于所述晶體管三維結構模型中設定的物理模型和數值求解方法，計算所述初始輻射缺陷損傷模型的初始歸一化過剩基極電流；

確定所述初始歸一化過剩基極電流為預設初始歸一化過剩基極電流時，根據所述初始空穴陷阱電荷參數以及預設的每相鄰兩個輻射劑量點的歸一化過剩基極電流之間的比例關系確定不同輻射劑量點對應的空穴陷阱電荷參數，形成不同輻射劑量點下的總劑量效應缺陷模型；

其中，輻射劑量點為Q_i時的空穴陷阱電荷參數N_i＝(I_i)*(N_i-1)/(I_i-1)，I_i為輻射劑量點為Q_i時的預設電流，I_i-1為輻射劑量點為Q_i-1時的預設電流，N_i-1為輻射劑量點為Q_i-1時空穴陷阱電荷參數，N_i為輻射劑量點為Q_i-1時空穴陷阱電荷參數；

其中，所述初始空穴陷阱電荷參數為輻射劑量點為Q₁時的空穴陷阱電荷參數N₁。

進一步地，形成不同輻射劑量點下的總劑量效應缺陷模型之后，還包括：

根據所述物理模型和所述數值求解方法，計算所述不同輻射劑量點下的總劑量效應缺陷模型的終態歸一化過剩基極電流；

確定所述終態歸一化過剩基極電流為預設終態歸一化過剩基極電流時，則確定所述總劑量效應缺陷模型為最終總劑量效應缺陷模型。

進一步地，還包括：