专利名称：一种基于仿真的单粒子效应截面获取方法
技术领域：
本发明涉及一种单粒子效应评估方法，特别是涉及一种基于仿真的单粒子效应截面获取方法，属于微电子技术领域、抗辐射加固技术领域。
背景技术：
随着微电子技术的不断发展，电子自动化设计工具不断成熟，并成为集成电路研发的先决条件之一。其中集成电路制造与加工的模拟技术是以实际制造过程为依据建立响应的数学物理模型，将工艺、器件的物理特性等仿真分析集成一体。工艺与器件仿真技术已经成为IC制造工艺分析的核心手段。
单粒子效应是指高能带电粒子在穿过微电子器件时，在器件内部敏感区产生电子-空穴对，这些电荷被灵敏器件电极收集后，造成器件逻辑状态的非正常改变或器件损坏。由于这种效应是单个粒子作用的结果，因此称为单粒子效应或单粒子事件。空间辐射环境中的高能质子、中子、α粒子、重离子等都能导致航天器电子系统中的半导体器件发生单粒子效应，严重影响航天器的可靠性和寿命。除了空间高能粒子以外，各种核辐射、电磁辐射环境也是造成单粒子效应的重要原因。
在空间辐射环境下工作的半导体器件单粒子效应对航天系统的可靠性有重要影响。单粒子效应却表现得更严重，以往大尺寸器件中不明显的效应，例如单粒子多位翻转、 单粒子硬损伤等也突出成为新的损 伤机制。单粒子效应是空间应用静态随机存储器所面临的主要威胁，SRAM单粒子翻转效应是单个粒子入射以后在节点引起瞬态电流，导致逻辑状态翻转的现象。
目前单粒子效应的截面获取方法是基于地面模拟试验的方法实现。例如申请号为 200910045425. X、名称为现场可编程逻辑门阵列中单粒子翻转的检测方法和装置的专利， 以及申请号为200810114876. 3名称为空间处理器单粒子实验测试系统及方法的专利，是利用地面重离子加速器开展单粒子效应模拟试验，从而获取单粒子效应的相关数据，实现单粒子效应的评估。基于地面模拟试验开展的单粒子效应依赖于国内重离子源的限制，束流时间无法保证。同时基于地面模拟实验开展的单粒子效应评估工作无法定位单粒子故障敏感位置，无法定量分析故障的机制机理。基于地面模拟试验的单粒子效应截面获取方法具有明显的不足。
半导体器件单粒子效应评估工作急需一种理论的截面获取方法，以降低现行实验考核方法的时间、金钱消耗，同时突破国内地面模拟试验设备的限制。发明内容
本发明提出了一种基于仿真的存储器单粒子效应截面获取方法，该方法可以准确计评估存储器单粒子效应，定位单粒子翻效应的灵敏区域，相比于现行的基于地面模拟试验的单粒子效应模拟方法，具有节省时间、经费，不受重离子加速器束流时间限制，便于加固设计改进的特点。
本发明的解决方案是
一种基于仿真的单粒子效应截面获取方法，其特殊之处在于包括以下步骤
SI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
权利要求
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 Si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
全文摘要
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。
文档编号G06F17/50GK102999666SQ20121048838
公开日2013年3月27日 申请日期2012年11月26日 优先权日2012年11月26日
发明者郭红霞, 张科营, 罗尹虹, 赵雯, 闫逸华, 王园明, 张凤祁, 郭晓强, 丁李丽, 王忠明, 王燕萍 申请人:西北核技术研究所