CN117289105B - 一种超结功率mos器件抗辐照性能测试方法及系统 - Google Patents
一种超结功率mos器件抗辐照性能测试方法及系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种超结功率MOS器件抗辐照性能测试方法及系统，包括：采集待测MOS器件在预设辐照条件中的辐照数据，将所述辐照数据输入预先建立的辐照总剂量效应模型中，获取辐照剂量参数；根据所述辐照剂量参数对待测MOS器件进行抗辐照实验，并通过数据计算获取抗辐照阈值；根据所述抗辐照阈值对MOS器件进行抗辐照性能测试，获取测试结果，本发明通过预先建立的辐照总剂量效应模型获取辐照剂量参数，可以准确且快速获取MOS器件在辐照条件下的剂量参数，从而保证抗辐照性能测试的准确性和高效性，可以为MOS器件在进行抗辐照试验时提供高效、可靠的验证手段。
Description
技术领域
本发明涉及微电子可靠性领域，特别涉及一种超结功率MOS器件抗辐照性能测试方法及系统。
背景技术
为了超结功率MOS器件具有高可靠性和一定的使用寿命，人们需要对芯片进行辐照试验来测试MOS器件的抗辐照性能。
目前对超结功率MOS器件抗辐照试验方法的研究还处在初级阶段，缺少足够的试验经验，且没有可依据的试验标准。绝大部分的试验都是按照用户单位的要求来进行的，因此对于超结功率MOS器件抗辐照性能的测试，存在测试效率不高，测试参数不够全面，实验数据精度较低等问题，甚至在进行一次辐照试验之后没有能力进行第二次试验，缺少良好的可借鉴性。因此探索超结功率MOS器件抗辐照性能测试方法具有十分重要的意义。
发明内容
为克服上述现有技术的不足，本发明提供一种超结功率MOS器件抗辐照性能测试方法，包括：
采集待测MOS器件在预设辐照条件中的辐照数据，将所述辐照数据输入预先建立的辐照总剂量效应模型中，获取辐照剂量参数；
根据所述辐照剂量参数对待测MOS器件进行抗辐照实验，并通过数据计算获取抗辐照阈值；
根据所述抗辐照阈值对MOS器件进行抗辐照性能测试，获取测试结果；
其中，所述采集待测MOS器件在预设辐照条件中的辐照数据，将所述辐照数据输入预先建立的辐照总剂量效应模型中，获取辐照剂量参数，包括：
将待测MOS器件置于预设辐照条件中进行电离辐照处理，在所述待测MOS器件上形成氧化层，并基于所述氧化层确定电子空穴对；
根据所述电子空穴对在电场中的方向，计算得到电子的第一迁移率；
基于氧化层的界面陷阱电荷和所述第一迁移率，确定所述待测MOS器件的阈值电压漂移量；
根据所述阈值电压漂移量和氧化层的界面陷阱电荷，获取界面陷阱电荷密度；
将所述辐照数据输入预先建立的辐照总剂量效应模型中，获取辐照剂量参数。
优选的，所述辐照数据至少包括下述中的一种或多种：第一迁移率、阈值电压漂移量和界面陷阱电荷密度。
优选的，所述阈值电压漂移量的计算式如下：
；
其中，；
式中，表示待测MOS器件的阈值电压漂移量；/>表示电子电荷；/>表示每单位面积的氧化层电容；/>表示待测MOS器件在电离辐照条件下单位面积上产生的正空间电荷；/>表示待测MOS器件在电离辐照条件下单位面积上产生的界面陷阱电荷；/>表示电子的第一迁移率；/>表示在预设辐照条件前的迁移率；/>表示经验参数；/>表示界面陷阱电荷的增值；/>表示待测MOS器件在电离辐照条件下产生的总界面陷阱电荷量。
优选的，所述辐照总剂量效应模型的构建过程如下：
通过低频噪声幅值与辐照剂量之间的第一关系，计算得到辐照后边缘陷阱电荷与辐照前低频噪声幅值之间的第二关系和辐照后阈值电压漂移量与辐照前低频噪声幅值的第三关系；
根据所述第一关系、第二关系和第三关系进行拟合，生成拟合曲线；
对待测MOS器件进行噪声实测，获取噪声实测数据，将所述噪声实测数据与所述拟合曲线进行对比，获取对比差值；
根据所述对比差值进行对待测MOS器件进行辐照噪声无损处理，获取辐照总剂量阈值；
获取待测MOS器件在预设状态时，电子空穴对的逃逸概率与电场的相关性；
基于所述相关性和辐照总剂量阈值，构建辐照总剂量效应模型。
优选的，所述辐照总剂量参数计算式：
；
式中，表示辐照总剂量参数；/>表示每单位面积的氧化层电容；/>表示电荷量；表示拟合系数；/>表示辐照退火系数；/>表示单位时间内辐照诱导的氧化物陷阱电荷的数量；/>表示辐照剂量率；/>表示辐照时间；/>表示电子电荷；/>表示辐照总剂量点；/>表示辐照温度临界值；/>表示未辐照时氧化物中的缺陷数目。
优选的，所述根据所述辐照剂量参数对待测MOS器件进行抗辐照实验，并通过数据计算获取抗辐照阈值，包括：
根据所述辐照剂量参数对辐照强度进行区间划分，获取辐照区间；
基于所述辐照区间，对每类辐照区间中的待测MOS器件分别进行预设类别的辐照测试，获取辐照测试结果；
对所述辐照测试结果进行辐照强度分类，并统计分类后的辐照测试数据，根据所述辐照测试数据生成辐照测试统计表；
基于所述辐照测试统计表，通过数据计算获取抗辐照临界值；
根据所述抗辐照临界值，设置获取抗辐照阈值。
优选的，所述抗辐照临界值计算式如下：
；
式中，表示抗辐照临界值；/>表示实验参数；/>表示电荷量；/>表示每单位面积的氧化层电容；/>表示辐照总剂量参数；/>表示辐照剂量率；/>表示辐照强度；/>表示抗辐照干扰因子；/>表示辐照区间数目。
优选的，所述根据所述抗辐照阈值对MOS器件进行抗辐照性能测试，获取测试结果，包括：
根据所述抗辐照阈值设置辐照仿真参数，基于所述辐照仿真参数，搭建MOS器件抗辐照性能测试平台；
基于所述MOS器件抗辐照性能测试平台，进行抗辐照性能测试，获取测试结果。
基于同一发明构思，本发明还提供一种超结功率MOS器件抗辐照性能测试系统，包括：
参数获取模块，采集待测MOS器件在预设辐照条件中的辐照数据，将所述辐照数据输入预先建立的辐照总剂量效应模型中，获取辐照剂量参数；
阈值获取模块，根据所述辐照剂量参数对待测MOS器件进行抗辐照实验，并通过数据计算获取抗辐照阈值；
辐照测试模块，根据所述抗辐照阈值对MOS器件进行抗辐照性能测试，获取测试结果；
其中，所述参数获取模块具体用于：
将待测MOS器件置于预设辐照条件中进行电离辐照处理，在所述待测MOS器件上形成氧化层，并基于所述氧化层确定电子空穴对；
根据所述电子空穴对在电场中的方向，计算得到电子的第一迁移率；
基于氧化层的界面陷阱电荷和所述第一迁移率，确定所述待测MOS器件的阈值电压漂移量；
根据所述阈值电压漂移量和氧化层的界面陷阱电荷，获取界面陷阱电荷密度；
将所述辐照数据输入预先建立的辐照总剂量效应模型中，获取辐照剂量参数。
优选的，所述参数获取模块中辐照数据至少包括下述中的一种或多种：第一迁移率、阈值电压漂移量和界面陷阱电荷密度。
优选的，所述参数获取模块中阈值电压漂移量的计算式如下：
；
其中，；
式中，表示待测MOS器件的阈值电压漂移量；/>表示电子电荷；/>表示每单位面积的氧化层电容；/>表示待测MOS器件在电离辐照条件下单位面积上产生的正空间电荷；/>表示待测MOS器件在电离辐照条件下单位面积上产生的界面陷阱电荷；/>表示电子的第一迁移率；/>表示在预设辐照条件前的迁移率；/>表示经验参数；/>表示界面陷阱电荷的增值；/>表示待测MOS器件在电离辐照条件下产生的总界面陷阱电荷量。
优选的，所述参数获取模块中辐照总剂量效应模型的构建过程如下：
通过低频噪声幅值与辐照剂量之间的第一关系，计算得到辐照后边缘陷阱电荷与辐照前低频噪声幅值之间的第二关系和辐照后阈值电压漂移量与辐照前低频噪声幅值的第三关系；
根据所述第一关系、第二关系和第三关系进行拟合，生成拟合曲线；
对待测MOS器件进行噪声实测，获取噪声实测数据，将所述噪声实测数据与所述拟合曲线进行对比，获取对比差值；
根据所述对比差值进行对待测MOS器件进行辐照噪声无损处理，获取辐照总剂量阈值；
获取待测MOS器件在预设状态时，电子空穴对的逃逸概率与电场的相关性；
基于所述相关性和辐照总剂量阈值，构建辐照总剂量效应模型。
优选的，所述参数获取模块中辐照总剂量参数计算式：
；
式中，表示辐照总剂量参数；/>表示每单位面积的氧化层电容；/>表示电荷量；表示拟合系数；/>表示辐照退火系数；/>表示单位时间内辐照诱导的氧化物陷阱电荷的数量；/>表示辐照剂量率；/>表示辐照时间；/>表示电子电荷；/>表示辐照总剂量点；/>表示辐照温度临界值；/>表示未辐照时氧化物中的缺陷数目。
优选的，所述阈值获取模块具体用于：
根据所述辐照剂量参数对辐照强度进行区间划分，获取辐照区间；
基于所述辐照区间，对每类辐照区间中的待测MOS器件分别进行预设类别的辐照测试，获取辐照测试结果；
对所述辐照测试结果进行辐照强度分类，并统计分类后的辐照测试数据，根据所述辐照测试数据生成辐照测试统计表；
基于所述辐照测试统计表，通过数据计算获取抗辐照临界值；
根据所述抗辐照临界值，设置获取抗辐照阈值。
优选的，所述阈值获取模块中抗辐照临界值计算式如下：
；
式中，表示抗辐照临界值；/>表示实验参数；/>表示电荷量；/>表示每单位面积的氧化层电容；/>表示辐照总剂量参数；/>表示辐照剂量率；/>表示辐照强度；/>表示抗辐照干扰因子；/>表示辐照区间数目。
优选的，所述辐照测试模块具体用于：
根据所述抗辐射阈值设置辐照仿真参数，基于所述辐照仿真参数，搭建MOS器件抗辐照性能测试平台；
基于所述MOS器件抗辐照性能测试平台，进行抗辐照性能测试，获取测试结果。
与最接近的现有技术相比，本发明具有的有益效果如下：
一种超结功率MOS器件抗辐照性能测试方法及系统，包括：采集待测MOS器件在预设辐照条件中的辐照数据，将所述辐照数据输入预先建立的辐照总剂量效应模型中，获取辐照剂量参数；根据所述辐照剂量参数对待测MOS器件进行抗辐照实验，并通过数据计算获取抗辐照阈值；根据所述抗辐照阈值对MOS器件进行抗辐照性能测试，获取测试结果，本发明通过预先建立的辐照总剂量效应模型获取辐照剂量参数，可以准确且快速获取MOS器件在辐照条件下的剂量参数，从而保证抗辐照性能测试的准确性和高效性，可以为MOS器件在进行抗辐照试验时提供高效、可靠的验证手段。
本发明在构建辐照总剂量效应模型时对于辐照噪声进行了无损处理，这样可以保证获取的参数和阈值数据具有较高测试精度和抗噪声干扰能力。
附图说明
图1为本发明提供的一种超结功率MOS器件抗辐照性能测试方法流程示意图；
图2为本发明提供的一种辐照剂量率和电源电流峰值变化示意图；
图3为本发明提供的一种超结功率MOS器件抗辐照性能测试系统模块连接示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的详细说明。
实施例1
本发明提供的一种超结功率MOS器件抗辐照性能测试方法流程示意图如图1所示，包括：
步骤1：采集待测MOS器件在预设辐照条件中的辐照数据，将所述辐照数据输入预先建立的辐照总剂量效应模型中，获取辐照剂量参数；
步骤2：根据所述辐照剂量参数对待测MOS器件进行抗辐照实验，并通过数据计算获取抗辐照阈值；
步骤3：根据所述抗辐照阈值对MOS器件进行抗辐照性能测试，获取测试结果。
具体的，所述步骤1包括：
将待测MOS器件置于预设辐照条件中进行电离辐照处理，在所述待测MOS器件上形成氧化层，并基于所述氧化层确定电子空穴对；
其中，待测MOS器件在电离辐照直接相关的主要的效应是在氧化层中产生电子空穴对，一部分产生的电子和空穴马上就复合了，幸存的载流子由电场分开，电子和空穴被加速到相反的方向；
根据所述电子空穴对在电场中的方向，计算得到电子的第一迁移率；
其中，电子在SiO2中相对较高的迁移率，器件在典型的工作环境下进行辐照，电子在皮秒或者更短的时间内飘向栅极并被扫出氧化层；
空穴在SiO2中的迁移率相对小得多，在正的栅压情况下，空穴经过一段时间迁移到Si/SiO2界面，在那里它们或者与从Si体中注入的电子复合，或者落进相对深的陷阱中，形成正的氧化层的界面陷阱电荷；
高浓度的氧化层的界面陷阱电荷可以使MOS器件的阈值电压漂移；
基于氧化层的界面陷阱电荷和所述第一迁移率，确定所述待测MOS器件的阈值电压漂移量；
根据所述阈值电压漂移量和氧化层的界面陷阱电荷，获取界面陷阱电荷密度；
将所述辐照数据输入预先建立的辐照总剂量效应模型中，获取辐照剂量参数。
所述辐照数据至少包括下述中的一种或多种：第一迁移率、阈值电压漂移量和界面陷阱电荷密度。
所述阈值电压漂移量的计算式如下：
；
其中，；
式中，表示待测MOS器件的阈值电压漂移量；/>表示电子电荷；/>表示每单位面积的氧化层电容；/>表示待测MOS器件在电离辐照条件下单位面积上产生的正空间电荷；/>表示待测MOS器件在电离辐照条件下单位面积上产生的界面陷阱电荷；/>表示电子的第一迁移率；/>表示在预设辐照条件前的迁移率；/>表示经验参数；/>表示界面陷阱电荷的增值；/>表示待测MOS器件在电离辐照条件下产生的总界面陷阱电荷量。
所述辐照总剂量效应模型的构建过程如下：
通过低频噪声幅值与辐照剂量之间的第一关系，计算得到辐照后边缘陷阱电荷与辐照前低频噪声幅值之间的第二关系和辐照后阈值电压漂移量与辐照前低频噪声幅值的第三关系；
其中，所述低频噪声幅值与辐照剂量之间的第一关系的表达式为：
；
式中，表示低频噪声幅值；/>表示MOS器件的沟道宽度；/>表示器件结构参数；表示电荷量；/>表示玻尔兹曼常数；/>表示辐照绝对温度；/>表示激活能；/>表示载流子迁移率；/>表示MOS器件的沟道长度；/>表示每单位面积的氧化层电容；/>表示氧化层陷阱的俘获效率；/>表示电子电荷；/>表示未辐照时氧化物中的缺陷数目；/>表示单位/>吸收辐照剂量产生的空穴密度；/>表示与电场E和辐照粒子能量/>有关的空穴产生率；/>表示辐照剂量；/>表示比例系数；/>表示工艺步骤相关常数；
所述辐照后边缘陷阱电荷与辐照前低频噪声幅值之间的第二关系的表达式为：
；
式中，表示辐照后边缘陷阱电荷；/>表示低频噪声幅值；/>表示氧化层禁带宽度；/>表示指数函数；/>表示最大电场；/>表示氧化层陷阱平均俘获截面；/>表示电荷量；/>表示玻尔兹曼常数；/>表示单位辐照剂量在单位/>中产生的电子空穴对数目；/>表示氧化层陷阱的俘获效率；/>表示每单位面积的氧化层电容；/>表示辐照绝对温度；/>表示激活能；
所述辐照后阈值电压漂移量与辐照前低频噪声幅值的第三关系表达式为：
；
式中，表示辐照后阈值电压漂移量；/>表示低频噪声幅值；/>表示比例系数；表示辐照初始时氧化物中的缺陷数目；/>表示辐照后氧化物中的缺陷数目；/>表示辐照前后氧化物中的平均缺陷数目；/>表示未辐照时氧化物中的缺陷数目；/>表示载流子迁移率；/>表示氧化层禁带宽度；/>表示指数函数；/>表示最大电场；/>表示氧化层陷阱平均俘获截面；/>表示玻尔兹曼常数；/>表示辐照绝对温度；/>表示单位辐照剂量在单位中产生的电子空穴对数目；/>表示氧化层陷阱的俘获效率；
根据所述第一关系、第二关系和第三关系进行拟合，生成拟合曲线；
对待测MOS器件进行噪声实测，获取噪声实测数据，将所述噪声实测数据与所述拟合曲线进行对比，获取对比差值；
根据所述对比差值进行对待测MOS器件进行辐照噪声无损处理，获取辐照总剂量阈值；
获取待测MOS器件在预设状态时，电子空穴对的逃逸概率与电场的相关性；
基于所述相关性和辐照总剂量阈值，构建辐照总剂量效应模型。
所述辐照总剂量参数计算式：
；
式中，表示辐照总剂量参数；/>表示每单位面积的氧化层电容；/>表示电荷量；表示拟合系数；/>表示辐照退火系数；/>表示单位时间内辐照诱导的氧化物陷阱电荷的数量；/>表示辐照剂量率；/>表示辐照时间；/>表示电子电荷；/>表示辐照总剂量点；/>表示辐照温度临界值；/>表示未辐照时氧化物中的缺陷数目。
其中，本发明通过预先建立的辐照总剂量效应模型获取辐照剂量参数，可以准确且快速获取MOS器件在辐照条件下的剂量参数，从而保证抗辐照性能测试的准确性和高效性，可以为MOS器件在进行抗辐照试验时提供高效、可靠的验证手段。
具体的，所述步骤2包括：
根据所述辐照剂量参数对辐照强度进行区间划分，获取辐照区间；
基于所述辐照区间，对每类辐照区间中的待测MOS器件分别进行预设类别的辐照测试，获取辐照测试结果；
对所述辐照测试结果进行辐照强度分类，并统计分类后的辐照测试数据，根据所述辐照测试数据生成辐照测试统计表；
基于所述辐照测试统计表，通过数据计算获取抗辐照临界值；
根据所述抗辐照临界值，设置获取抗辐照阈值。
所述抗辐照临界值计算式如下：
；
式中，表示抗辐照临界值；/>表示实验参数；/>表示电荷量；/>表示每单位面积的氧化层电容；/>表示辐照总剂量参数；/>表示辐照剂量率；/>表示辐照强度；/>表示抗辐照干扰因子；/>表示辐照区间数目。
具体的，所述步骤3包括：
根据所述抗辐照阈值设置辐照仿真参数，基于所述辐照仿真参数，搭建MOS器件抗辐照性能测试平台；
基于所述MOS器件抗辐照性能测试平台，进行抗辐照性能测试，获取测试结果。
其中，如图2所示，在基于步骤2对辐照强度进区间划分后，进行仿真测试时，在MOS器件抗辐照性能测试平台对MOS器件采用辐照剂量率分别为2.4E9Gy(Si)/s、4.3E9Gy(Si)/s、4.2E9Gy(Si)/s进行测试；
并设置辐照前的稳态电源电流（数字电流表测试）分别为5.2mA、5.8mA、5.1mA；
获取辐照瞬时电源电流峰值（电流探头测试）分别为0.2A、0.35A、0.35A；
测试发现较高的电流峰值持续时间小于30μs，之后瞬时电流一直处于缓慢下降状态，直至恢复至辐照前状态，满足辐照状态下敏感电参数要求；
且本发明提供发的测试方法、系统以及搭建的测试仿真平台具有直观的波形呈现性能，并可通过高精度设备对测试结果数据进行保存和分析。
实施例
本发明提供的一种超结功率MOS器件抗辐照性能测试系统模块连接结构图如图3所示，包括：参数获取模块，采集待测MOS器件在预设辐照条件中的辐照数据，将所述辐照数据输入预先建立的辐照总剂量效应模型中，获取辐照剂量参数；
阈值获取模块，根据所述辐照剂量参数对待测MOS器件进行抗辐照实验，并通过数据计算获取抗辐照阈值；
辐照测试模块，根据所述抗辐照阈值对MOS器件进行抗辐照性能测试，获取测试结果。
具体的，所述参数获取模块具体用于：
将待测MOS器件置于预设辐照条件中进行电离辐照处理，在所述待测MOS器件上形成氧化层，并基于所述氧化层确定电子空穴对；
根据所述电子空穴对在电场中的方向，计算得到电子的第一迁移率；
基于氧化层的界面陷阱电荷和所述第一迁移率，确定所述待测MOS器件的阈值电压漂移量；
根据所述阈值电压漂移量和氧化层的界面陷阱电荷，获取界面陷阱电荷密度；
将所述辐照数据输入预先建立的辐照总剂量效应模型中，获取辐照剂量参数。
所述参数获取模块中辐照数据至少包括下述中的一种或多种：第一迁移率、阈值电压漂移量和界面陷阱电荷密度。
所述参数获取模块中阈值电压漂移量的计算式如下：
；
其中，；
式中，表示待测MOS器件的阈值电压漂移量；/>表示电子电荷；/>表示每单位面积的氧化层电容；/>表示待测MOS器件在电离辐照条件下单位面积上产生的正空间电荷；/>表示待测MOS器件在电离辐照条件下单位面积上产生的界面陷阱电荷；/>表示电子的第一迁移率；/>表示在预设辐照条件前的迁移率；/>表示经验参数；/>表示界面陷阱电荷的增值；/>表示待测MOS器件在电离辐照条件下产生的总界面陷阱电荷量。
所述参数获取模块中辐照总剂量效应模型的构建过程如下：
通过低频噪声幅值与辐照剂量之间的第一关系，计算得到辐照后边缘陷阱电荷与辐照前低频噪声幅值之间的第二关系和辐照后阈值电压漂移量与辐照前低频噪声幅值的第三关系；
根据所述第一关系、第二关系和第三关系进行拟合，生成拟合曲线；
对待测MOS器件进行噪声实测，获取噪声实测数据，将所述噪声实测数据与所述拟合曲线进行对比，获取对比差值；
根据所述对比差值进行对待测MOS器件进行辐照噪声无损处理，获取辐照总剂量阈值；
获取待测MOS器件在预设状态时，电子空穴对的逃逸概率与电场的相关性；
基于所述相关性和辐照总剂量阈值，构建辐照总剂量效应模型。
所述参数获取模块中辐照总剂量参数计算式：
；
式中，表示辐照总剂量参数；/>表示每单位面积的氧化层电容；/>表示电荷量；表示拟合系数；/>表示辐照退火系数；/>表示单位时间内辐照诱导的氧化物陷阱电荷的数量；/>表示辐照剂量率；/>表示辐照时间；/>表示电子电荷；/>表示辐照总剂量点；/>表示辐照温度临界值；/>表示未辐照时氧化物中的缺陷数目。
具体的，所述阈值获取模块具体用于：
根据所述辐照剂量参数对辐照强度进行区间划分，获取辐照区间；
基于所述辐照区间，对每类辐照区间中的待测MOS器件分别进行预设类别的辐照测试，获取辐照测试结果；
对所述辐照测试结果进行辐照强度分类，并统计分类后的辐照测试数据，根据所述辐照测试数据生成辐照测试统计表；
基于所述辐照测试统计表，通过数据计算获取抗辐照临界值；
根据所述抗辐照临界值，设置获取抗辐照阈值。
所述阈值获取模块中抗辐照临界值计算式如下：
；
式中，表示抗辐照临界值；/>表示实验参数；/>表示电荷量；/>表示每单位面积的氧化层电容；/>表示辐照总剂量参数；/>表示辐照剂量率；/>表示辐照强度；/>表示抗辐照干扰因子；/>表示辐照区间数目。
具体的，所述辐照测试模块具体用于：
根据所述抗辐照阈值设置辐照仿真参数，基于所述辐照仿真参数，搭建MOS器件抗辐照性能测试平台；
基于所述MOS器件抗辐照性能测试平台，进行抗辐照性能测试，获取测试结果。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
最后应当说明的是，以上实施例仅用于说明本发明的技术方案而非对其保护范围的限制,尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员应当理解，本领域技术人员阅读本发明后依然可对申请的具体实施方式进行种种变更、修改或者等同替换，但这些变更、修改或者等同替换，均在申请待批的权利要求保护范围之内。
Claims (7)
1.一种超结功率MOS器件抗辐照性能测试方法，其特征在于，包括：
采集待测MOS器件在预设辐照条件中的辐照数据，将所述辐照数据输入预先建立的辐照总剂量效应模型中，获取辐照剂量参数；
根据所述辐照剂量参数对待测MOS器件进行抗辐照实验，并通过数据计算获取抗辐照阈值；
根据所述抗辐照阈值对MOS器件进行抗辐照性能测试，获取测试结果；
其中，所述采集待测MOS器件在预设辐照条件中的辐照数据，将所述辐照数据输入预先建立的辐照总剂量效应模型中，获取辐照剂量参数，包括：
将待测MOS器件置于预设辐照条件中进行电离辐照处理，在所述待测MOS器件上形成氧化层，并基于所述氧化层确定电子空穴对；
根据所述电子空穴对在电场中的方向，计算得到电子的第一迁移率；
基于氧化层的界面陷阱电荷和所述第一迁移率，确定所述待测MOS器件的阈值电压漂移量；
根据所述阈值电压漂移量和氧化层的界面陷阱电荷，获取界面陷阱电荷密度；
将所述辐照数据输入预先建立的辐照总剂量效应模型中，获取辐照剂量参数
所述阈值电压漂移量的计算式如下：
；
其中，；
式中，表示待测MOS器件的阈值电压漂移量；/>表示电子电荷；/>表示每单位面积的氧化层电容；/>表示待测MOS器件在电离辐照条件下单位面积上产生的正空间电荷；表示待测MOS器件在电离辐照条件下单位面积上产生的界面陷阱电荷；/>表示电子的第一迁移率；/>表示在预设辐照条件前的迁移率；/>表示经验参数；/>表示界面陷阱电荷的增值；/>表示待测MOS器件在电离辐照条件下产生的总界面陷阱电荷量；
所述辐照总剂量效应模型的构建过程如下：
通过低频噪声幅值与辐照剂量之间的第一关系，计算得到辐照后边缘陷阱电荷与辐照前低频噪声幅值之间的第二关系和辐照后阈值电压漂移量与辐照前低频噪声幅值的第三关系；
根据所述第一关系、第二关系和第三关系进行拟合，生成拟合曲线；
对待测MOS器件进行噪声实测，获取噪声实测数据，将所述噪声实测数据与所述拟合曲线进行对比，获取对比差值；
根据所述对比差值进行对待测MOS器件进行辐照噪声无损处理，获取辐照总剂量阈值；
获取待测MOS器件在预设状态时，电子空穴对的逃逸概率与电场的相关性；
基于所述相关性和辐照总剂量阈值，构建辐照总剂量效应模型。
2.如权利要求1所述的超结功率MOS器件抗辐照性能测试方法，其特征在于，所述辐照数据至少包括下述中的一种或多种：
第一迁移率、阈值电压漂移量和界面陷阱电荷密度。
3.如权利要求1所述超结功率MOS器件抗辐照性能测试方法，其特征在于，所述辐照总剂量参数计算式：
；
式中，表示辐照总剂量参数；/>表示每单位面积的氧化层电容；/>表示电荷量；/>表示拟合系数；/>表示辐照退火系数；/>表示单位时间内辐照诱导的氧化物陷阱电荷的数量；/>表示辐照剂量率；/>表示辐照时间；/>表示电子电荷；/>表示辐照总剂量点；/>表示辐照温度临界值；/>表示未辐照时氧化物中的缺陷数目。
4.如权利要求1所述的超结功率MOS器件抗辐照性能测试方法，其特征在于，所述根据所述辐照剂量参数对待测MOS器件进行抗辐照实验，并通过数据计算获取抗辐照阈值，包括：
根据所述辐照剂量参数对辐照强度进行区间划分，获取辐照区间；
基于所述辐照区间，对每类辐照区间中的待测MOS器件分别进行预设类别的辐照测试，获取辐照测试结果；
对所述辐照测试结果进行辐照强度分类，并统计分类后的辐照测试数据，根据所述辐照测试数据生成辐照测试统计表；
基于所述辐照测试统计表，通过数据计算获取抗辐照临界值；
根据所述抗辐照临界值，设置获取抗辐照阈值。
5.如权利要求4所述的超结功率MOS器件抗辐照性能测试方法，其特征在于，所述抗辐照临界值计算式如下：
；
式中，表示抗辐照临界值；/>表示实验参数；/>表示电荷量；/>表示每单位面积的氧化层电容；/>表示辐照总剂量参数；/>表示辐照剂量率；/>表示辐照强度；/>表示抗辐照干扰因子；/>表示辐照区间数目。
6.如权利要求1所述的超结功率MOS器件抗辐照性能测试方法，其特征在于，所述根据所述抗辐照阈值对MOS器件进行抗辐照性能测试，获取测试结果，包括：
根据所述抗辐照阈值设置辐照仿真参数，基于所述辐照仿真参数，搭建MOS器件抗辐照性能测试平台；
基于所述MOS器件抗辐照性能测试平台，进行抗辐照性能测试，获取测试结果。
7.一种超结功率MOS器件抗辐照性能测试系统，其特征在于，包括：
参数获取模块，采集待测MOS器件在预设辐照条件中的辐照数据，将所述辐照数据输入预先建立的辐照总剂量效应模型中，获取辐照剂量参数；
阈值获取模块，根据所述辐照剂量参数对待测MOS器件进行抗辐照实验，并通过数据计算获取抗辐照阈值；
辐照测试模块，根据所述抗辐照阈值对MOS器件进行抗辐照性能测试，获取测试结果；
其中，所述参数获取模块具体用于：
将待测MOS器件置于预设辐照条件中进行电离辐照处理，在所述待测MOS器件上形成氧化层，并基于所述氧化层确定电子空穴对；
根据所述电子空穴对在电场中的方向，计算得到电子的第一迁移率；
基于氧化层的界面陷阱电荷和所述第一迁移率，确定所述待测MOS器件的阈值电压漂移量；
根据所述阈值电压漂移量和氧化层的界面陷阱电荷，获取界面陷阱电荷密度；
将所述辐照数据输入预先建立的辐照总剂量效应模型中，获取辐照剂量参数；
所述阈值电压漂移量的计算式如下：
；
其中，；
式中，表示待测MOS器件的阈值电压漂移量；/>表示电子电荷；/>表示每单位面积的氧化层电容；/>表示待测MOS器件在电离辐照条件下单位面积上产生的正空间电荷；表示待测MOS器件在电离辐照条件下单位面积上产生的界面陷阱电荷；/>表示电子的第一迁移率；/>表示在预设辐照条件前的迁移率；/>表示经验参数；/>表示界面陷阱电荷的增值；/>表示待测MOS器件在电离辐照条件下产生的总界面陷阱电荷量；
所述参数获取模块中辐照总剂量效应模型的构建过程如下：
通过低频噪声幅值与辐照剂量之间的第一关系，计算得到辐照后边缘陷阱电荷与辐照前低频噪声幅值之间的第二关系和辐照后阈值电压漂移量与辐照前低频噪声幅值的第三关系；
根据所述第一关系、第二关系和第三关系进行拟合，生成拟合曲线；
对待测MOS器件进行噪声实测，获取噪声实测数据，将所述噪声实测数据与所述拟合曲线进行对比，获取对比差值；
根据所述对比差值进行对待测MOS器件进行辐照噪声无损处理，获取辐照总剂量阈值；
获取待测MOS器件在预设状态时，电子空穴对的逃逸概率与电场的相关性；
基于所述相关性和辐照总剂量阈值，构建辐照总剂量效应模型。
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