[發(fā)明專利]一種多柵鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管電離總劑量效應(yīng)的仿真分析方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111409788.8
• 申請(qǐng)日: 2021-11-25
• 公開（公告）號(hào): CN114169194A
• 公開（公告）日: 2022-03-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魏瑩;崔江維;鄭齊文;崔旭;郭旗;余學(xué)峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院新疆理化技術(shù)研究所
• 主分類號(hào): G06F30/23
• 分類號(hào): G06F30/23;G06F111/10
• 代理公司: 烏魯木齊中科新興專利事務(wù)所(普通合伙) 65106
• 代理人: 張莉

1.一種多柵鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管電離總劑量效應(yīng)仿真方法，其特征在于，該方法中多柵鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的三維仿真結(jié)構(gòu)是由源極（1），柵氧層（2），柵極（3），漏極（4），淺槽隔離氧化層（5），襯底（6），鰭型溝道（7）組成，其中，柵氧層（2）和淺槽隔離氧化層（5）的材料為寬禁帶的半導(dǎo)體材料；具體操作按下列步驟進(jìn)行：

a、依據(jù)待仿真多柵鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管實(shí)際的工藝結(jié)構(gòu)和尺寸，通過TCAD仿真軟件中的器件結(jié)構(gòu)構(gòu)建工具，定義器件襯底、有源區(qū)、電極和氧化層的位置、尺寸、材料、摻雜類型及分布參數(shù)，定義各個(gè)材料的介電常數(shù)、能帶結(jié)構(gòu)、本征載流子遷移率和復(fù)合率參數(shù)，形成多柵鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的三維仿真結(jié)構(gòu)；

b、設(shè)置多柵鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管三維仿真結(jié)構(gòu)中的網(wǎng)格分布，并對(duì)器件的柵氧層（2）、鰭形溝道（7）與源極（1）/漏極（4）邊界、鰭形溝道（7）與柵氧層（2）和淺槽隔離氧化層（5）邊界區(qū)域的網(wǎng)格進(jìn)行細(xì)化，使基于網(wǎng)格劃分的有限元數(shù)值計(jì)算更容易收斂；

c、利用TCAD仿真軟件中的器件特性計(jì)算工具，設(shè)置多柵鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管基本電學(xué)特性仿真計(jì)算的物理模型，包括傳輸模型，量子效應(yīng)模型，載流子遷移率和復(fù)合率模型，并設(shè)置多柵鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管基本電學(xué)特性計(jì)算的電壓偏置條件，計(jì)算器件的I_d-V_g轉(zhuǎn)移特性曲線；

d、將多柵鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管基本電學(xué)特性的仿真結(jié)果與實(shí)際測(cè)試結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，修正仿真中采用的工藝參數(shù)和調(diào)用物理模型中相關(guān)的經(jīng)驗(yàn)參數(shù)，使仿真結(jié)果最大程度的與試驗(yàn)結(jié)果擬合；

e、在準(zhǔn)確仿真多柵鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管基本電學(xué)特性的基礎(chǔ)上，增加?xùn)叛鯇樱?）和淺槽隔離氧化層（5）材料中輻射導(dǎo)致的載流子產(chǎn)生率模型、缺陷的電離率模型，以及Si/SiO₂界面態(tài)隨輻照累積劑量的變化模型，并設(shè)置模型中的參數(shù)，進(jìn)行多柵鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管電離總劑量輻射效應(yīng)仿真；

f、依據(jù)實(shí)際輻照試驗(yàn)條件設(shè)置仿真中的輻照條件，包括射線類型、劑量率、輻照時(shí)間、輻照時(shí)器件的偏置條件，計(jì)算輻照后器件的轉(zhuǎn)移特性I_d-V_g曲線；

g、將輻照后多柵鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管基本工作特性的仿真結(jié)果與輻照試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，修正輻射效應(yīng)模型、氧化層中缺陷及界面態(tài)等相關(guān)參數(shù)，使仿真結(jié)果最大程度與試驗(yàn)結(jié)果擬合；

h、對(duì)多柵鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管仿真結(jié)構(gòu)中的電場(chǎng)和電流密度參數(shù)進(jìn)行分析，揭示器件的損傷機(jī)制。