[发明专利]一种CMOS反相器单粒子闩锁效应仿真方法

权利要求书

1.一种CMOS反相器单粒子闩锁效应仿真方法，其特征在于，包括：

步骤1：根据待测器件的结构图及工艺参数，利用TCAD软件进行器件结构建模，定义器件结构和尺寸；然后定义器件各个区域的尺寸、材料类型、掺杂类型及掺杂浓度；最后定义器件的电极及网格划分信息；

步骤2：在建立器件结构模型的基础上，添加物理模型，包括：迁移率模型、复合模型、载流子统计模型、碰撞离化模型，以此通过数值计算方式，仿真获得器件的真实物理特性；

步骤3：器件电学特性仿真，具体包括：首先，将器件相关电极短接，以此引出接地端、电源端、输入端、输出端；其次，将器件输出端设置为电流边界；接着，给器件接地端和电源端加压，使器件进入工作状态；最后，在器件输入端加偏压，电压初值为0V，终值为3.3V，步长为0.1V，以此仿真获得器件的电学特性；

步骤4：若步骤3仿真得到的器件电学特性不完全符合器件实际的电学特性，则进行迭代优化仿真参数，参数包括：器件尺寸、各区域尺寸、各区域掺杂浓度、沟道长度、载流子寿命，直至仿真得到的电学特性与器件试验结果相符合；

步骤5：构建单粒子模型，具体包括：在器件电学特性仿真完成的基础上添加单粒子模块，单粒子模块定义信息包括：入射粒子的LET、径迹半径、入射深度、入射位置、电荷生成脉冲的特征时间，通过将器件接地电极置0V、电源电极置3.3V、输入端置低电平或高电平，使器件处于正常工作状态，再由不同能量的粒子入射器件以此仿真器件的SEL；

步骤6：确定敏感区域，具体包括：给器件电极加偏置，当器件处于正常工作状态且输入端为低电平时，固定粒子LET值，改变粒子入射位置，分别选取入射器件的8个电极区域，然后根据漏极电荷收集量来判断敏感区域；当器件处于正常工作状态且输入端为高电平时，重复上述过程得到此时的敏感区域；最后，根据不同输入条件下，两个敏感区域的漏极电流来判断最敏感区域；

步骤7：确定器件最敏感区域之后，在最敏感区域处固定单粒子入射位置，改变粒子LET值，LET值由小增大，当粒子入射器件后，致使器件漏极电流倍增，且随时间推移一直维持在一个大电流状态，则器件发生了SEL，否则未发生SEL，致使器件发生SEL的LET最小值为器件的SEL阈值；

步骤8：利用TCAD软件模拟仿真获得发生SEL时器件内部载流子浓度、电流密度、电场强度、电势随时间、空间分布的特性。

2.根据权利要求1所述的一种CMOS反相器单粒子闩锁效应仿真方法，其特征在于，所述步骤1中，器件的结构区域包括：P型衬底、N阱区、NMOS P+基区、NMOS N+源区、NMOS N+漏区、PMOS N+基区、PMOS P+源区、PMOS P+漏区、栅极氧化层、栅极沟道、NMOS电极、PMOS电极。

3.根据权利要求2所述的一种CMOS反相器单粒子闩锁效应仿真方法，其特征在于，所述步骤1中，网格划分采取非均匀划分，栅极沟道、PMOS P+漏区、PMOS N+基区、NMOS N+漏区、NMOS P+基区的网格相对其他区域较密。

4.根据权利要求2所述的一种CMOS反相器单粒子闩锁效应仿真方法，其特征在于，所述步骤7中，LET值由小增大的步长为5MeV·cm²/mg。