[发明专利]重离子间接电离导致半导体器件单粒子翻转截面评估方法

权利要求书

1.重离子间接电离导致半导体器件单粒子翻转截面评估方法，其特征在于步骤如下：

(1)、获取被评估半导体器件的单粒子翻转饱和截面σ_饱和和线性能量转换阈值LET_阈；

(2)、构建被评估半导体器件敏感单元结构；

(3)、选取线性能量转移值小于被评估器件的单粒子翻转线性能量转移阈值LET阈的重离子，模拟重离子从表面随机入射到被评估半导体器件敏感单元结构内部，入射重离子与被评估半导体器件材料原子电离作用过程，产生次级重离子，获得进入被评估半导体器件敏感区的各种次级重离子的能谱图f_z(E),z＝1～Z，Z为次级重离子的种类数；

(4)、根据进入被评估半导体器件敏感区的各种次级重离子的能谱图，计算各种次级重离子可导致单粒子翻转的概率P(z),z＝1～Z，并将各种次级重离子可导致单粒子翻转的概率求和，得到次级重离子导致单粒子翻转的总概率P；

(5)、利用次级重离子导致单粒子翻转的总概率P和被评估半导体器件的单粒子翻转饱和截面σ_饱和，计算得到重离子通过间接电离导致被评估半导体器件单粒子翻转截面σ_间。

2.根据权利要求1所述的重离子间接电离导致半导体器件单粒子翻转截面评估方法，其特征在于：所述步骤(3)中选取的重离子的能量满足在硅中射程不小于30μm的要求。

3.根据权利要求1所述的重离子间接电离导致半导体器件单粒子翻转截面评估方法，其特征在于：所述步骤(2)结合器件的实际工艺参数和敏感区为长方体的IRPP模型，构建器件敏感单元结构，所述实际工艺参数包括被评估半导体器件的材料及每一种材料厚度。

4.根据权利要求1所述的重离子间接电离导致半导体器件单粒子翻转截面评估方法，其特征在于：所述步骤(3)采用Geant4工具实现。

5.根据权利要求1所述的重离子间接电离导致半导体器件单粒子翻转截面评估方法，其特征在于：所述步骤(3)的具体步骤为：

(3.1)、将被评估半导体器件敏感单元结构导入至Geant4工具中；

(3.2)、选取线性能量转移值小于被评估器件的单粒子翻转线性能量转移阈值LET_阈的重离子；

(3.3)、在Geant4中选择multiple scattering、ion ionization、G4HadronInelasticProcess和G4BinaryLightIonReaction模块，用于模拟入射重离子与被评估半导体器件材料原子电离作用过程，选择重离子从表面随机入射到被评估半导体器件敏感单元结构内部，入射重离子与被评估半导体器件材料原子发生核反应，产生次级重离子，获得进入被评估半导体器件敏感区的各种次级重离子的能谱图；

(3.4)、获得每种次级重离子的能谱图f_z(E),z＝1～Z，E代表次级重离子的能量。

6.根据权利要求1所述的重离子间接电离导致半导体器件单粒子翻转截面评估方法，其特征在于：步骤(4)中计算各种次级重离子可导致单粒子翻转的概率P(z)的具体步骤如下：

(4.1)、根据器件单粒子翻转的LET阈值，利用SRIM工具计算各种次级重离子的能量阈值E_z0；

(4.2)、在步骤(3)获得的各种次级重离子能谱图中，对能量大于E_z0的次级重离子概率进行求和，获得各种次级重离子能够导致单粒子翻转的概率P(z)：

其中，E_z∞为第z种次级重离子能谱图中最大的能量值。

7.根据权利要求1所述的重离子间接电离导致半导体器件单粒子翻转截面评估方法，其特征在于：步骤(4)中次级重离子导致单粒子翻转的总概率P的计算公式为：

8.根据权利要求1所述的重离子间接电离导致半导体器件单粒子翻转截面评估方法，其特征在于：所述步骤(5)中重离子通过间接电离导致被评估半导体器件单粒子翻转截面σ_间的计算公式为：

σ_间＝P×σ_饱。