[发明专利]一种用于确定器件单粒子敏感体积厚度的方法

权利要求书

1.一种用于确定器件单粒子敏感体积厚度的方法，其特征在于：

1)由Beer定律可知激光在器件中的能损为：

dEdZ=-α(λ)E0(1-R)exp(-α(λ)z)]]>

式中，E₀为激光入射半导体表面的能量，R为激光入射在半导体表面的反射系数，z为激光在半导体材料中的入射深度，α(λ)时波长为λ的激光在半导体材料中的吸收系数；

2)激光在敏感体积中沉积的能量为：

ΔE=∫hh+zdEdzf(z)dz=∫hh+z-α(λ)(1-R)E0exp(-α(λ)z)f(z)dz---(1)]]>

式中，f(z)是激光在SEE敏感体积中沉积能量的收集系数，时关于入射深度的函数表达式，且满足

∫0∞f(z)dz=1;]]>

3)当激光沉积在器件敏感体积单元中的电荷数，达到或超过器件临界电荷便发生单粒子效应，脉冲激光诱发器件发生单粒子效应的临界电荷为：

QC=ΔEϵlasere---(2)]]>

式中，e为电子的电量，ε_laser为激光在半导体材料中产生一对电子-空穴对所需的能量；

将(1)式带入(2)式，化简便可得：

QC=(1-R)E0exp(-a(λ)Z)[exp(α(λ)h)-exp(-a(λ)h)]e/ϵlaser---(3)]]>

式中，h为器件钝化层厚度，Z为敏感体积厚度，a(λ)为λ波长激光在半导体材料中的吸收系数；

4)通过激光模拟系统对器件样品及逆行那个单粒子翻转试验，利用两种波长λ₁为1064nm和λ₂为1079nm的激光对器件样品的同一位置进行辐照，获得样品单粒子效应的能量阈值E₁和E₂，便有：

E1(1-R)exp(-a(λ1)Z)[exp(α(λ1)h)-exp(-a(λ1)h)]ϵlasere=E2(1-R)exp(-a(λ2)Z)[exp(α(λ1)h)-exp(-a(λ2)h)]ϵlasere---(4)]]>

5)由于激光波长为1064nm和激光波长为1079nm的穿透深度为几百微米，远远大于器件钝化层，即h＜＜1/α，对方程(4)化解，可得测量器件敏感体积厚度为：

Z=ln(E2α(λ2)E1α(λ1))α(λ2)-α(λ1)---(5)]]>

把实验中获得的不同激光波长的单粒子效应能量阈值E₁和E₂带入公式(5)中，便可得到器件单粒子效应敏感体积厚度Z。