[发明专利]一种获取低LET值重离子单粒子翻转截面的方法

权利要求书

1.一种获取低LET值重离子单粒子翻转截面的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：获取器件封装信息、灵敏区上方多层金属布线层或衬底信息、器件STI隔离氧化层厚度信息；

步骤二：基于质子加速器开展纳米器件低能质子直接电离引发单粒子翻转的辐照实验，提取器件低能质子单粒子翻转峰值截面σ_peak，并记录相对应的降能片厚度；

步骤三：获取器件发生单粒子翻转的临界电荷，计算器件发生单粒子翻转的LET阈值；

步骤四：基于LET阈值判断能够引发器件发生单粒子翻转的质子能量区间，计算在器件低能质子单粒子翻转峰值位置处，器件灵敏区内位于该能量区间的质子数占入射总质子数的百分比ε，并计算相应的平均质子能量以及平均LET值；

步骤五：依据步骤二的低能质子单粒子翻转峰值截面σ_peak和步骤四的质子数百分比ε，计算与平均LET值相对应的有效单粒子翻转截面σ_eff。

2.如权利要求1所述的获取低LET值重离子单粒子翻转截面的方法，其特征在于，所述步骤一具体为：

所述器件封装信息、灵敏区上方多层金属布线层或衬底信息、器件STI隔离氧化层厚度信息是通过对器件进行纵切分析或参考器件设计资料获得。

3.如权利要求2所述的获取低LET值重离子单粒子翻转截面的方法，其特征在于，所述步骤一具体为：

所述器件封装信息、灵敏区上方多层金属布线层或衬底信息包括器件封装层、多层金属布线层、衬底层厚度与材料信息。

4.如权利要求1所述的获取低LET值重离子单粒子翻转截面的方法，其特征在于，所述步骤二具体为：

2.1)基于对器件信息的掌握，选定合适的质子加速器和初始质子能量开展纳米器件低能质子单粒子效应实验；

2.2)采用不同厚度降能片获取低于初始质子能量的质子，能量从高到低依次测量纳米器件单粒子翻转截面，测试低能质子直接电离引发的单粒子翻转截面峰，单粒子翻转截面σ计算公式如下：

式中，σ为器件单位粒子翻转截面，单位cm²/bit；F为入射质子注量，单位p/cm²；M为器件存储容量；

2.3)进一步提取器件低能质子单粒子翻转峰值截面σ_peak，并记录此时与单粒子翻转截面峰相对应的降能片厚度。

5.如权利要求1所述的获取低LET值重离子单粒子翻转截面的方法，其特征在于，所述步骤三具体为：

3.1)基于器件特征尺寸或SPCIE电路仿真结果，获取器件发生单粒子翻转的临界电荷；

3.2)依据下式计算器件发生单粒子翻转的LET阈值：

Q_critical＝10.35×LET_th×D_SV (3-2)

式中，Q_critical为器件单粒子翻转临界电荷，单位为fC；LET_th为器件单粒子翻转LET阈值；D_SV为器件灵敏体积深度，单位为μm，此处为STI厚度。

6.如权利要求1所述的获取低LET值重离子单粒子翻转截面的方法，其特征在于，所述步骤四具体为：

4.1)利用SRIM软件计算质子在硅中直接电离LET值与质子能量的关系曲线，基于器件单粒子翻转LET阈值判断能够引发器件发生单粒子翻转的质子能量区间；

4.2)利用SRIM计算初始质子能量穿过与单粒子翻转峰对应的降能片厚度以及器件不同材料到达器件灵敏区的质子能谱分布；

4.3)基于器件灵敏区内的质子能谱分布，统计能量位于4.1)质子能量区间的质子数占入射总质子数的百分比ε；

4.4)进一步计算在该能量区间的平均质子能量，以及相应的平均LET值。