[發(fā)明專利]一種MOS器件劑量率模型的建模方法和裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010071227.0
• 申請日: 2020-01-21
• 公開（公告）號: CN111291480A
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高立博;卜建輝;高見頭;趙發(fā)展;曾傳濱;羅家俊;韓鄭生
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院微電子研究所
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 北京華沛德權(quán)律師事務(wù)所 11302
• 代理人: 房德權(quán)

本發(fā)明涉及劑量率建模技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種MOS器件劑量率模型的建模方法和裝置。該方法包括：建立MOS器件的劑量率模型；根據(jù)所述MOS器件的溝道長度，設(shè)置所述MOS器件的漏端光電流。本發(fā)明在經(jīng)過對現(xiàn)有的MOS器件劑量率模型進(jìn)行分析研究，發(fā)現(xiàn)溝道長度對于劑量率也存在重要的影響，但現(xiàn)有的MOS器件劑量率模型并沒有在建模時并沒有考慮到溝道長度對于劑量率的影響，從而導(dǎo)致現(xiàn)有技術(shù)方案在計算劑量率效應(yīng)敏感體積時不夠精確，最終無法準(zhǔn)確表征模擬MOS器件的劑量率效應(yīng)。本發(fā)明在設(shè)置所述MOS器件的漏端光電流時，充分考慮到了MOS器件的溝道長度對劑量率效應(yīng)的影響，從而準(zhǔn)確地表征模擬出MOS器件的劑量率效應(yīng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及劑量率建模技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種MOS器件劑量率模型的建模方法和裝置。

背景技術(shù)

輻射環(huán)境處于我們生活的地球以及太空、宇宙中，應(yīng)用在不同輻射環(huán)境下的集成電路和電子器件有可能出現(xiàn)相應(yīng)的輻射效應(yīng)，包括總劑量效應(yīng)、單粒子效應(yīng)、瞬時劑量率效應(yīng)等。電子器件和集成電路如果應(yīng)用在載人航天器和人造地球衛(wèi)星中就必須考慮其相關(guān)的抗輻射性能，確保其能夠在輻射環(huán)境下正常工作，否則會造成安全問題和成本浪費。

MOS器件的劑量率輻射效應(yīng)是大量的粒子在短時間內(nèi)入射到半導(dǎo)體中，產(chǎn)生電子空穴對，然后形成光電流，從而影響電路和電子器件狀態(tài)的一種輻射效應(yīng)。劑量率輻射對集成電路和電子器件是整體輻射，和單個重粒子的入射相比，雖然單位面積上的入射能量沒有單粒子輻射高，但是能量在整個面積上的瞬間累積足以給電路帶來很嚴(yán)重的影響。

現(xiàn)有方案中一般是在MOS器件模型的源端和漏端上引入雙指數(shù)電流源來擬合劑量率瞬態(tài)電流。雙指數(shù)電流源的表達(dá)式為：

其中，I₀為峰值電流，τ_F為電流上升時間，τ_R為電流下降時間。

但是，雙指數(shù)電流源只能在輻射脈沖寬度非常短的情況下才能與實際情況中的光電流較為近似，該方案適應(yīng)性太差。

因此，現(xiàn)有的MOS器件劑量率模型對實際MOS器件劑量率效應(yīng)的表征模擬并不準(zhǔn)確。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種MOS器件劑量率模型的建模方法和裝置，以準(zhǔn)確地表征模擬出MOS器件的劑量率效應(yīng)。

本發(fā)明實施例提供了以下方案：

第一方面，本發(fā)明實施例提供一種MOS器件劑量率模型的建模方法，所述方法包括：

建立MOS器件的劑量率模型；

根據(jù)所述MOS器件的溝道長度，設(shè)置所述MOS器件的漏端光電流。

在一種可能的實施例中，所述根據(jù)所述MOS器件的溝道長度，設(shè)置所述MOS器件的漏端光電流，包括：

計算所述MOS器件的漏端光電流iph_drn(t)，具體公式為：

其中，q為電子電量，Gn為電子空穴對產(chǎn)生率，X_j為結(jié)深，width為所述MOS器件的寬度，length為溝道長度，LD為少子的擴(kuò)散長度，XD為耗盡區(qū)寬度，τ_p為p型少子壽命，T為輻照持續(xù)時間，kl1為第一擬合參數(shù)。

第二方面，本發(fā)明實施例提供一種MOS器件劑量率模型的建模裝置，所述裝置包括：

第一劑量率模型建立模塊，用于建立MOS器件的劑量率模型；

第一漏端光電流設(shè)置模塊，用于根據(jù)所述MOS器件的溝道長度，設(shè)置所述MOS器件的漏端光電流。

在一種可能的實施例中，所述第一漏端光電流設(shè)置模塊，包括：