CN104573187A - 基于单粒子效应的仿真方法和仿真装置 - Google Patents

Abstract

本发明适用于半导体器件领域，提供了一种基于单粒子效应的验证方法和仿真装置；所述基于单粒子效应的仿真方法包括：向半导体器件发射粒子，并确定所述粒子在所述半导体器件的入射角度；所述粒子入射所述半导体器件之后，采集与所述粒子在所述半导体器件中能量沉积相关的能量沉积数据；基于所述能量沉积数据和所述入射角度，建立入射角度-能量沉积的关系曲线，基于所述入射角度-能量沉积的关系曲线分析单粒子效应。通过该所述入射角度-能量沉积的关系曲线分析单粒子效应。

Description

基于单粒子效应的仿真方法和仿真装置

技术领域

本发明属于半导体器件领域，尤其涉及一种基于单粒子效应的仿真方法和仿真装置。

背景技术

空间辐射环境下粒子引起的单粒子效应是造成在轨航天器电子学系统异常和故障的主要诱因之一。随着航天航空工业的高速发展和集成电路的技术提升，特征尺寸处于微纳级的半导体器件正在广泛地应用于航天器和卫星的电子信息控制系统中，已成为了航天航空电子系统的关键模块。因此，商用或宇航集成电路和器件的单粒子效应是目前国家航天等重大项目迫切需要解决的问题，是制约我国航天事业及抗辐射加固技术的关键问题。

随着微电子器件尺寸的持续减小，全耗尽器件如平面型SOI或Fin-FET成为业界认可的可持续摩尔定律的器件结构。器件的灵敏硅层厚度变得越来越薄，甚至几个纳米，仅包含几十个硅原子层；由于厚度减薄而带来统计性变差，超薄灵敏硅层中的能量损失离散现象将更加严重。这将对单粒子效应的评估带来误差，粒子入射引起的能量沉积特性对纳米器件的影响更加显著。

集成度的提高随之带来的微纳级的半导体器件的主要问题就是：多位翻转率的增加；2009年ITRS报告中指出随着器件工艺尺寸的不断减小，其对应的多位翻转对软错误的贡献越大，预计到25nm工艺下集成电路的软错误率将全部来源于多位翻转，而粒子入射后其产生的离子径向径迹特性是影响到多位翻转产生的基本机理。所以，不同的径迹半径会对器件的多位翻转发生率造成影响。当灵敏区尺寸与径迹大小可比拟时，单个离子径迹可能覆盖多个灵敏区，或较小的灵敏区仅能收集部分径迹电荷。因此，研究和开发适用于单粒子效应试验和理论仿真研究的离子径迹径向(δ)分布形貌特性技术方法越发的显现地具有必要性。

随着特征尺寸的减小与新技术的应用，集成电路的工作频率越来越高，电路响应与动态电荷收集在时间上的数量级差异对单粒子效应中电荷收集和脉冲特性有着重要的影响，且粒子输运时间和入射瞬态特性与器、粒子特性相关联，这将大大地增加了粒子特性或是器件特性与单粒子效应敏感性的复杂性。

自从Berger等在试验上发现倾角下引起的单粒子翻转效应出现了截面值下降的现象，并推测有可能是由边缘效应而导致的，单粒子效应中的边缘效应得到了较大的关注，特别是基于Rectangle Parallel-Piped模型下的器件模拟。

因此，目前集成电路和器件中的单粒子效应随着工艺缩减、新材料和新结构的引入，使得单粒子效应试验和理论仿真研究中出现了诸多的新问题，尤其表现在粒子特性、器件特性以及微观机理上。这就要求器件辐射效应的研究，不能够仅局限在加速器试验和单粒子效应理论仿真(翻转截面)上，需要提出基于微观理论的单粒子效应试验和理论仿真的适用性技术方法。所以，为避免由于辐射源的紧缺而出现的反复验证及后续产品的滞后应用，以及单粒子效应试验和理论仿真研究的欠准确性和有效性，开发和研究适用性的技术方法具有一定迫切性和必要性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于单粒子效应的仿真方法和仿真装置，至少从粒子的入射角度与粒子在半导体器件的能量沉积特性的关系对单粒子效应进行理论仿真。

第一方面，本发明提供一种基于单粒子效应的仿真方法，所述基于单粒子效应的仿真方法包括：

向半导体器件发射粒子，并确定所述粒子在所述半导体器件的入射角度；

所述粒子入射所述半导体器件之后，采集与所述粒子在所述半导体器件中能量沉积相关的能量沉积数据；

基于所述能量沉积数据和所述入射角度，建立入射角度-能量沉积的关系曲线，基于所述入射角度-能量沉积的关系曲线分析单粒子效应。

第二方面，本发明提供一种基于单粒子效应的仿真装置，所述基于单粒子效应的仿真装置包括入射单元、采集单元和曲线建立单元；

所述入射单元用于：向半导体器件发射粒子，确定所述粒子在所述半导体器件的入射角度；

所述采集单元用于：所述粒子入射所述半导体器件之后，采集与所述粒子在所述半导体器件中能量沉积相关的能量沉积数据；

所述曲线建立单元用于：基于所述能量沉积数据和所述入射角度，建立入射角度-能量沉积的关系曲线，基于所述入射角度-能量沉积的关系曲线分析单粒子效应。

本发明的有益效果：为研究单粒子效应，在仿真实验中向半导体器件发射粒子，并记录所述粒子在所述半导体器件的入射角度；所述粒子入射所述半导体器件之后，采集与所述粒子在所述半导体器件中能量沉积相关的能量沉积数据，并基于所述能量沉积数据和所述入射角度生成所述入射角度-能量沉积的关系曲线，通过该所述入射角度-能量沉积的关系曲线分析单粒子效应。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的半导体器件的一种结构图；

图2是单粒子翻转截面与粒子LET值的关系图；

图3是本发明实施例提供的基于单粒子效应的仿真方法的工作流程图；

图4A是示意粒子的能量沉积成离散型；

图4B是入射角度随粒子数变化的关系图；

图5是本发明实施例提供的基于单粒子效应的仿真方法的一种优化工作流程图；

图6是能量离散特性的示意图；

图7是本发明实施例提供的基于单粒子效应的仿真方法的又一种优化工作流程图；

图9是本发明实施例提供的基于单粒子效应的仿真方法的又一种优化工作流程图；

图10是本发明实施例提供的基于单粒子效应的仿真方法的又一种优化工作流程图；

图11是能量沉积随着输运时间的变化关系图；

图12是瞬态脉冲与电荷收集特性随着时间的变化关系图；

图13是本发明实施例提供的基于单粒子效应的仿真装置的组成结构；

图14是本发明实施例提供的基于单粒子效应的仿真装置的一种优化组成结构。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

以单粒子仿真工具MUFPSA(MUlti-Functional Package for SEEsAnalysis)来实施本发明实施例提供的基于单粒子效应的仿真方法为例，详述该基于单粒子效应的仿真方法的实现流程；图3示出了本发明实施例提供的基于单粒子效应的仿真方法的工作流程，但图3仅示出了与本发明实施例相关的部分。但需说明的是，可用于实现本发明实施例提供的基于单粒子效应的仿真方法较多，本发明实施例也不做限定，仅用MUFPSA来解释该基于单粒子效应的仿真方法的实施过程，并不用MUFPSA来限定本发明实施例所述的基于单粒子效应的仿真方法的实施方式。

举例说明，设定半导体器件为0.18μm工艺下的256K×32bits的SRAM器件；在进行单粒子效应的仿真实验之前，已进行了单粒子效应加速器试验的测试。采用单粒子效应仿真工具MUFPSA，拟建立的半导体器件的结构如图1所示。仿真过程中，采用16×16的灵敏单元来等效SRAM器件的阵列。Dx和Dy作为漏与漏分别在x和y方向上的间距。基于试验和模型验证，灵敏单元和有效Si层的厚度分别定义为2.5μm×2.0μm和0.18μm。

表1给出了具体的单粒子效应仿真时采用的粒子辐射参量，主要包括粒子种类、粒子能量、器件表面的线性能量转化(linear energy transfer,LET)值、硅中射程和粒子速度。另外，为了避免有效LET值带来的误差，在没特定注明的情况下，所用粒子束均采用单能垂直入射的方式。

表1

结合试验测试、MUFPSA计算和Weibull函数的拟合，给出了此款0.18μmSRAM器件单粒子翻转截面与粒子LET值的关系(见图2)。由图2可知，MUFPSA模拟计算的结果与试验得到数据的趋势均相吻合，特别是与Weibull函数曲线。结果表明，单粒子翻转截面随着LET值的增加而增加，最后趋向于一个饱和截面值。因此鉴于单粒子翻转截面与LET值的典型曲线，MUFPSA的有效性和准确性在一定程度上得到了验证。

本发明实施例提供的基于单粒子效应的仿真方法，如图3所示，所述基于单粒子效应的仿真方法包括的基础步骤为三步：步骤A11、步骤A12和步骤A13。

步骤A11，向半导体器件发射粒子，并确定所述粒子在所述半导体器件的入射角度。

具体在仿真实验室，预先设定半导体器件，对于半导体器件采用哪种半导体制成，该半导体在半导体器件中所占的成分比例，均不做限定。

优选地，本发明实施例仅对半导体器件中的一种半导体做本次仿真实验。

可选地，具体在对所述半导体器件做仿真实验时，可采用多种粒子重复以本发明实施例提供的基于单粒子效应的仿真方法做仿真实验，并基于仿真实验的结果(仿真实验所得的曲线)进行单粒子效应的分析；可选用于做仿真实验的粒子包括但不限于：³²S、³⁵Cl、⁸⁰Br、¹²⁷I、¹³²Xe、²⁰⁹Bi。

优选地，具体在对所述半导体器件做仿真实验时，选择多个不同入射角度重复以本发明实施例提供的基于单粒子效应的仿真方法做仿真实验。

举例说明，基于GEANT4的GPS调用功能，预先设定粒子与入射角度，以预设的粒子按照预设的入射角度向半导体器件发射，执行步骤A12采集该粒子在所述半导体器件中的能量沉积数据。作为一具体实施案例，采用单一的入射角度向半导体器件发射；作为一具体实施案例，采用表面全入射的方式向半导体器件发射。

步骤A12，所述粒子入射所述半导体器件之后，采集与所述粒子在所述半导体器件中能量沉积相关的能量沉积数据。

具体地，为研究粒子在半导体中的能量沉积特性，所述粒子入射所述半导体器件之后，所述粒子会在所述半导体器件中进行能量沉积，采集与能量沉积相关的能量沉积数据。

步骤A13，基于所述能量沉积数据和所述入射角度，建立入射角度-能量沉积的关系曲线，基于所述入射角度-能量沉积的关系曲线分析单粒子效应。

具体在建立所述能量沉积数据与所述入射角度的关系曲线时，可以仅基于所述能量沉积数据与所述入射角度建立所述入射角度-能量沉积的关系曲线；还可以添加其他已获取到的数据，基于所述能量沉积数据、所述入射角度和其它已获取到的数据建立所述入射角度-能量沉积的关系曲线。

优选地，所述能量沉积数据为与能量沉积差值相关的数据；基于所述能量沉积差值和所述入射角度，建立入射角度-能量沉积的关系曲线，基于所述入射角度-能量沉积的关系曲线分析单粒子效应。

作为本发明实施例的一具体案例，采用了4.3MeV/u的²⁰⁹Bi粒子入射到半导体器件，举例说明如下：

入射方式采用随机入射半导体器件或中心垂直入射半导体器件两种方式，两种情况下的能量沉积与它们之间的差值均被MUFPSA给出。由于每个粒子入射产生的能量沉积具有离散型；图4A中的数据进行了递减的排序，可以看出，在入射角度为30°下，边缘效应带来的能量缺失现象被观察到了。为了更直观地表达，计算了两种情况下产生的能量沉积差值(即能量沉积缺失)在不同入射角度下随着粒子数的变化关系(见图4B)。图4B中曲线显示：对于不同入射角度，其能量沉积差值也不同，具体为入射角度越大，那么能量沉积的缺失情况就越严重。从几何角度来说，入射角度越大，那么有效收集能量的容积也将缩减。当然，边缘效应引起的能量沉积差值也与粒子的种类、能量有关系。

因此，如果以能量沉积的参量来表征单粒子效应，边缘效应误差分析计算的技术方法是单粒子效应在不同入射角度的情况下的分析手段之一。

图5示出了本发明实施例提供的基于单粒子效应的仿真方法的一种优化流程，为了便于描述，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

作为本发明实施例一实施方式，如图5所示，所述基于单粒子效应的仿真方法还包括步骤B11；

步骤B11，基于所述能量沉积数据建立能量沉积离散曲线，基于所述能量沉积离散曲线分析单粒子效应。

具体在仿真实验时，基于GEANT4的Score调用功能，预先设定粒子种类与半导体器件的每次碰撞物理过程，同时收集能量沉积数据。具体地，首先设计灵敏探测器，把半导体器件定义为可以收集粒子碰撞过程的灵敏单元；然后，强制设定在粒子每一次入射结束后完成一次能量沉积数据的收集；再然后，基于所述能量沉积数据建立能量沉积离散曲线。

举例说明，采用表1中多种种类的粒子仿真，运用MUFPSA计算得到的能量离散特性如图6所示。

根据粒子能量与粒子种类的不同，其对应计算出来的粒子能量离散度均不同(见图6)。图6中的粒子数相对比率与能量沉积的关系基本符合式(1)的高斯函数。

$D_{\mathrm{\μ},\mathrm{\σ}}\left(E_{\mathrm{dep}}\right)=\frac{1}{\mathrm{\σ}\sqrt{2\mathrm{\π}}}{e}^{-\frac{{(E_{\mathrm{dep}}-\mathrm{\μ})}^2}{2{\mathrm{\σ}}^2}}---\left(1\right)$

其中，所述E_dep为粒子能量，所述D_μ,σ(E_dep)为能量沉积离散值，所述μ为数学期望值，所述σ为标准差；所述σ描述了能量沉积数据分布的离散程度，所述σ越大，能量沉积分布越离散，所述σ越小，能量沉积分布越集中。

能量离散曲线体现的能量离散表明：1)不同粒子的粒子质量数越大，能量离散越严重；2)粒子能量单核能越高，能量离散越严重；3)灵敏单元尺寸越厚，粒子与半导体器件发生的相互碰撞次数较多，其对应统计效果好，能量沉积的标准差越小。

因此，在针对微纳级器件单粒子效应的能量沉积进行微观机理方面分析时，尤其对于高集成度的纳米器件，对能量离散度的考虑是支撑和补充单粒子效应分析的必要方法。

图7示出了本发明实施例提供的基于单粒子效应的仿真方法的一种优化流程，为了便于描述，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

作为本发明实施例一实施方式，如图7所示，所述基于单粒子效应的仿真方法还包括步骤C11、步骤C12和步骤C13。

步骤C11，所述粒子入射所述半导体器件之后，确定所述粒子在所述半导体器件中的径向径迹和径向电荷密度。

具体地，所述粒子入射所述半导体器件之后，统计出所述粒子在所述半导体器件中的径向径迹；作为一实施方式，所述粒子入射所述半导体器件之后，统计出的所述粒子的径向径迹属于圆柱形。

所述径向电荷密度是指：该径向径迹周围的电荷密度；其中，所述电荷密度是指由半导体中产生电子-空穴对激发的3.6eV。

步骤C12，确定所述径向径迹的径迹半径。

步骤C13，基于所述径向电荷密度和所述径迹半径，建立径迹半径-径向电荷密度的关系曲线，基于所述径迹半径-径向电荷密度的关系曲线分析单粒子效应。

具体在建立所述径迹半径-径向电荷密度的关系曲线时，可以仅基于所述径迹半径与所述径向电荷密度建立所述径迹半径-径向电荷密度的关系曲线；还可以添加其他已获取到的数据，基于所述能量沉积数据、所述入射角度和其它已获取到的数据建立所述径迹半径-径向电荷密度的关系曲线。

举例说明，结合表1中的数据，计算出径向电荷密度和径迹半径。仿真得到表1中的数据的假设条件为：粒子入射后对应的径迹为一个圆柱体，而电荷密度是由硅中产生电子-空穴对的激发能3.6eV归一化的。图8示出了结合图1的数据计算出的径向电荷密度随径迹半径的变化关系，可以看出，随着离子半径的增加，电荷密度一直呈现下降的趋势。另外，根据表1中粒子速度的参量，径向径迹的长短顺序为²⁰⁹Bi<¹²⁷I<⁸⁰Br<³⁵Cl<³²S<¹³²Xe，该径向径迹的长短顺序与速度效应符合，这主要是由于粒子初始速度高，从而其产生的在粒子的径向径迹周围的初始的径向电荷密度就低。研究粒子的径向径迹特性不仅是对多位翻转的补充，更是对粒子种类与能量在单粒子效应敏感性的支撑。

图9示出了本发明实施例提供的基于单粒子效应的仿真方法的一种优化流程，为了便于描述，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

作为本发明实施例一实施方式，如图9所示，所述基于单粒子效应的仿真方法还包括步骤D11和步骤D12。

步骤D11，所述粒子入射所述半导体器件之后，确定所述粒子在所述半导体器件中的输运时间。

具体地，重离子入射到器件中，从半导体器件来说，其微观机制中对待输运时间的处理必然是研究单粒子翻转效应特性的一种重要方式。本实施方式主要利用MUFPSA模拟重离子在半导体器件中的时间特性，即入射粒子输运时间，也即输运时间；半导体器件在重离子(粒子中的一类)入射的情况下，计算其最恶劣情况下的电荷收集和单粒子的脉冲特性，其中，输运时间的记录采用粒子输运每一步的单个时间与累计时间，脉冲波形的计算基于Messenger双指数模型。

步骤D12，基于所述输运时间和所述能量沉积数据，建立输运时间-能量沉积数据的关系曲线，基于所述输运时间-能量沉积数据的关系曲线分析单粒子效应。

具体在建立所述输运时间-能量沉积数据的关系曲线时，可以仅基于所述输运时间与所述能量沉积数据建立所述输运时间-能量沉积数据的关系曲线；还可以添加其他已获取到的数据，基于所述入射角度和其它已获取到的数据建立所述径迹半径-径向电荷密度的关系曲线。

图10示出了本发明实施例提供的基于单粒子效应的仿真方法的一种优化流程，为了便于描述，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

作为本发明实施例一实施方式，如图10所示，所述基于单粒子效应的仿真方法还包括步骤E11和步骤E12。

步骤E11，所述粒子入射所述半导体器件之后，确定所述粒子在所述半导体器件中引起的瞬态脉冲和电荷收集的饱和值。

步骤E12，基于所述瞬态脉冲和所述电荷收集的饱和值，建立电荷收集特性-瞬态脉冲值的关系曲线，基于所述电荷收集特性-瞬态脉冲值的关系曲线分析单粒子效应。

具体在建立所述电荷收集特性-瞬态脉冲值的关系曲线时，可以仅基于所述瞬态脉冲与所述电荷收集的饱和值建立所述电荷收集特性-瞬态脉冲值的关系曲线；还可以添加其他已获取到的数据，基于所述能量沉积数据、所述入射角度和其它已获取到的数据建立所述径迹半径-径向电荷密度的关系曲线。

举例说明，瞬态特性在粒子与半导体器件相互作用中占有重要的表征作用，它主要可体现在单粒子效应的时间和脉冲参量。基于表1的数据，MUFPSA计算得到能量沉积(MeV)随着输运时间(ns)的变化关系(见图11)。采用的入射条件是10³粒子数随机入射到半导体器件中，对所得结果取能量沉积最大值作为最恶情况。图11给出了能量沉积与时间的关系和入射粒子在单元内的作用时间。对于图11中的曲线来说，能量沉积随着输运时间的变化趋势均是：急剧增加然后转向平和；该变化趋势与初始的径向电荷密度有关。离径向径迹越远，径向电荷密度同样出现了减小的趋势。而且，关注粒子入射器件单元的作用时间，这与粒子速度产生的作用非常吻合。另外，这个作用时间(电荷收集时间)可作为电流脉冲计算模型的表征参量而导入。需要指出的是，整个仿真的过程中，每个单位步长的能量沉积同样被记录，但随着时间并没有明显的变化规律，这可能与Monte Carlo模拟随机概率事件有关。

另外表1的数据，计算出的瞬态脉冲与电荷收集特性随着时间的变化关系如图12所示。图12中，各种粒子的瞬态脉冲与电荷收集特性曲线的趋势均一致；然而，对于不同辐射参数下的电流峰值、曲线宽度和电荷收集的饱和值均不同，该结果表明，瞬态脉冲经过峰值点后出现了陡降的趋势，其对应的程度为²⁰⁹Bi>¹³²Xe>¹²⁷I>⁸⁰Br>³⁵Cl>³²S；³²S、³⁵Cl、⁸⁰Br、¹²⁷I、¹³²Xe和²⁰⁹Bi分别对应的电荷收集的饱和值为：33、71、88、129/、136和172。所以，从瞬态脉冲和电荷收集特性的曲线来说，粒子特性在单粒子效应中起到了重要的作用，瞬态脉冲与电荷收集特性的技术方法将为单粒子效应微观下的时间特性和电荷收集模型提供较好的数据支撑与分析手段。

本领域普通技术人员还可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序指令和相关的硬件来完成，所述的程序可以在存储于一计算机可读取存储介质中，所述的存储介质，包括ROM/RAM、磁盘、光盘等。

需要说明的是，本发明实施例提供的基于单粒子效应的仿真装置与本发明实施例提供的基于单粒子效应的仿真方法相互适用。

图13示出了本发明实施例提供的基于单粒子效应的仿真装置的组成结构，为了便于描述，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

本实施例提供的基于单粒子效应的仿真装置，如图13所示，所述基于单粒子效应的仿真装置包括入射单元21、采集单元22和曲线建立单元23；

所述入射单元21用于：向半导体器件发射粒子，确定所述粒子在所述半导体器件的入射角度；

所述采集单元22用于：所述粒子入射所述半导体器件之后，采集与所述粒子在所述半导体器件中能量沉积相关的能量沉积数据；

所述曲线建立单元23用于：基于所述能量沉积数据和所述入射角度，建立入射角度-能量沉积的关系曲线，基于所述入射角度-能量沉积的关系曲线分析单粒子效应。

作为本发明实施例一实施方式，所述曲线建立单元23还用于：

基于所述能量沉积数据建立能量沉积离散曲线，基于所述能量沉积离散曲线分析单粒子效应。

图14示出了本发明实施例提供的基于单粒子效应的仿真装置的一种优化组成结构，为了便于描述，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

作为本发明实施例一具体实施方式，如图14所示，所述基于单粒子效应的仿真装置还包括确定单元24，所述确定单元24用于：所述粒子入射所述半导体器件之后，确定所述粒子在所述半导体器件中的径向径迹和径向电荷密度，确定所述径向径迹的径迹半径；

所述曲线建立单元23还用于：基于所述径向电荷密度和所述径迹半径，建立径迹半径-径向电荷密度的关系曲线，基于所述径迹半径-径向电荷密度的关系曲线分析单粒子效应。

作为本发明实施例一实施方式，所述基于单粒子效应的仿真装置还包括确定单元24，所述确定单元24用于：所述粒子入射所述半导体器件之后，确定所述粒子在所述半导体器件中的输运时间；

所述曲线建立单元23还用于：基于所述输运时间和所述能量沉积数据，建立输运时间-能量沉积数据的关系曲线，基于所述输运时间-能量沉积数据的关系曲线分析单粒子效应。

作为本发明实施例一实施方式，所述确定单元24还用于：所述粒子入射所述半导体器件之后，确定所述粒子在所述半导体器件中引起的瞬态脉冲和电荷收集的饱和值；

所述曲线建立单元23还用于：基于所述瞬态脉冲和所述电荷收集的饱和值，建立电荷收集特性-瞬态脉冲值的关系曲线，基于所述电荷收集特性-瞬态脉冲值的关系曲线分析单粒子效应。

本领域技术人员可以理解为本发明实施例提供的基于单粒子效应的仿真装置所包括的各个单元只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (10)

1.一种基于单粒子效应的仿真方法，其特征在于，所述基于单粒子效应的仿真方法包括：

向半导体器件发射粒子，并确定所述粒子在所述半导体器件的入射角度；

所述粒子入射所述半导体器件之后，采集与所述粒子在所述半导体器件中能量沉积相关的能量沉积数据；

基于所述能量沉积数据和所述入射角度，建立入射角度-能量沉积的关系曲线，基于所述入射角度-能量沉积的关系曲线分析单粒子效应。

2.如权利要求1所述的基于单粒子效应的仿真方法，其特征在于，所述基于单粒子效应的仿真方法还包括：

基于所述能量沉积数据建立能量沉积离散曲线，基于所述能量沉积离散曲线分析单粒子效应。

3.如权利要求1所述的基于单粒子效应的仿真方法，其特征在于，所述基于单粒子效应的仿真方法还包括：

所述粒子入射所述半导体器件之后，确定所述粒子在所述半导体器件中的径向径迹和径向电荷密度；

确定所述径向径迹的径迹半径；

基于所述径向电荷密度和所述径迹半径，建立径迹半径-径向电荷密度的关系曲线，基于所述径迹半径-径向电荷密度的关系曲线分析单粒子效应。

4.如权利要求1所述的基于单粒子效应的仿真方法，其特征在于，所述基于单粒子效应的仿真方法还包括：

所述粒子入射所述半导体器件之后，确定所述粒子在所述半导体器件中的输运时间；

基于所述输运时间和所述能量沉积数据，建立输运时间-能量沉积数据的关系曲线，基于所述输运时间-能量沉积数据的关系曲线分析单粒子效应。

5.如权利要求1至4任一项所述的基于单粒子效应的仿真方法，其特征在于，所述基于单粒子效应的仿真方法还包括：

所述粒子入射所述半导体器件之后，确定所述粒子在所述半导体器件中引起的瞬态脉冲和电荷收集的饱和值；

基于所述瞬态脉冲和所述电荷收集的饱和值，建立电荷收集特性-瞬态脉冲值的关系曲线，基于所述电荷收集特性-瞬态脉冲值的关系曲线分析单粒子效应。

6.一种基于单粒子效应的仿真装置，其特征在于，所述基于单粒子效应的仿真装置包括入射单元、采集单元和曲线建立单元；

所述入射单元用于：向半导体器件发射粒子，确定所述粒子在所述半导体器件的入射角度；

所述采集单元用于：所述粒子入射所述半导体器件之后，采集与所述粒子在所述半导体器件中能量沉积相关的能量沉积数据；

所述曲线建立单元用于：基于所述能量沉积数据和所述入射角度，建立入射角度-能量沉积的关系曲线，基于所述入射角度-能量沉积的关系曲线分析单粒子效应。

7.如权利要求6所述的基于单粒子效应的仿真装置，其特征在于，所述曲线建立单元还用于：

基于所述能量沉积数据建立能量沉积离散曲线，基于所述能量沉积离散曲线分析单粒子效应。

8.如权利要求6所述的基于单粒子效应的仿真装置，其特征在于，

所述基于单粒子效应的仿真装置还包括确定单元，所述确定单元用于：所述粒子入射所述半导体器件之后，确定所述粒子在所述半导体器件中的径向径迹和径向电荷密度，确定所述径向径迹的径迹半径；

所述曲线建立单元还用于：基于所述径向电荷密度和所述径迹半径，建立径迹半径-径向电荷密度的关系曲线，基于所述径迹半径-径向电荷密度的关系曲线分析单粒子效应。

9.如权利要求6所述的基于单粒子效应的仿真装置，其特征在于，

所述基于单粒子效应的仿真装置还包括确定单元，所述确定单元用于：所述粒子入射所述半导体器件之后，确定所述粒子在所述半导体器件中的输运时间；

所述曲线建立单元还用于：基于所述输运时间和所述能量沉积数据，建立输运时间-能量沉积数据的关系曲线，基于所述输运时间-能量沉积数据的关系曲线分析单粒子效应。

10.如权利要求9所述的基于单粒子效应的仿真装置，其特征在于，

所述确定单元还用于：所述粒子入射所述半导体器件之后，确定所述粒子在所述半导体器件中引起的瞬态脉冲和电荷收集的饱和值；

所述曲线建立单元还用于：基于所述瞬态脉冲和所述电荷收集的饱和值，建立电荷收集特性-瞬态脉冲值的关系曲线，基于所述电荷收集特性-瞬态脉冲值的关系曲线分析单粒子效应。