[发明专利]一种对BJT器件的电路辐照后特性的仿真方法及系统

说明书

一种对BJT器件的电路辐照后特性的仿真方法及系统。该方法包括：提取BJT器件的辐照前器件模型参数；获取不同辐照条件下对应的多余基极电流；根据多余基极电流确定辐照条件‑多余基极电流关系；利用半导体器件建模软件提取多余基极电流对应的寄生二极管模型参数；根据寄生二极管模型参数确定多余基极电流‑寄生二极管模型参数关系；确定寄生二极管参数与辐射条件之间的对应关系；根据上述关系建立辐照环境下的BJT器件辐照模型；根据BJT器件辐照模型对辐照后的含有BJT器件的电路进行仿真。采用本发明所提供的仿真方法及系统能够准确地对辐照条件下的BJT器件电学特性建立紧凑模型，从而进行准确的BJT电路辐照效应仿真。

技术领域

本发明涉及辐照建模领域，特别是涉及一种对BJT器件的电路辐照后特性的仿真方法及系统。

背景技术

辐射效应是造成半导体器件在太空环境下退化、集成电路失效的一个重要因素。双极结型晶体管(BipolarJunctionTransistor，BJT)具有良好的电流驱动能力、线性度、低噪声以及优良的匹配能力，被广泛应用在航空设备等领域。但是BJT器件对太空辐照环境下的剂量环境十分敏感，在辐射环境下，器件发生严重退化，基极电流上升，放大倍数下降。因此，评估器件在太空等辐照环境下的退化，是评估集成电路在辐照环境下的退化的基础。半导体器件模型是电路模拟的基石，是器件和电路之间的桥梁。电路模拟的精度直接依赖于器件的模型和模型参数的精度，电路模拟的速度也取决于模型的收敛性和适用性。因此一套准确度高、收敛性好的半导体器件模型对于电路设计和工艺开发都极其重要。

对于BJT器件在常规无辐射条件下的建模和提参，目前已经有较多研究。但是对于辐射环境效应下的BJT器件的建模目前缺乏一个通用的、准确度高的、适合工程应用的器件建模方法，因此无法对辐照后的电路进行效应仿真。

发明内容

本发明的目的是提供一种辐照环境下的BJT器件的建模方法与系统，从而能够实现对辐照环境下器件和电路进行精确的仿真模拟。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种对BJT器件的电路辐照后特性的仿真方法，包括：

对BJT器件进行辐照前电学特性测试，提取BJT器件的辐照前器件初始模型参数；所述辐照前器件模型参数包括正向电流发射系数、反向电流发射系数、理想正向放大倍数、理想反向放大倍数；

对所述BJT器件进行辐照实验，并在退火后重新进行电学特性测试，获取不同辐照条件下对应的多余基极电流；所述辐照条件包括总剂量和剂量率；

根据所述多余基极电流确定辐照条件-多余基极电流关系；

以二极管模型为框架，利用半导体器件建模软件提取所述多余基极电流对应的寄生二极管模型参数；所述寄生二极管模型参数包括饱和电流、发射系数、零偏置结电容；

根据所述寄生二极管模型参数确定多余基极电流-寄生二极管模型参数关系；

根据所述辐照条件-多余基极电流关系以及所述多余基极电流-寄生二极管模型参数关系，确定寄生二极管参数与辐射条件之间的对应关系；

根据所述辐照前器件模型参数、所述寄生二极管模型参数以及所述对应关系建立辐照环境下的BJT器件辐照模型；

根据所述BJT器件辐照模型对辐照后的含有BJT器件的电路进行仿真。

可选的，所述对BJT器件进行辐照前电学特性测试，提取BJT器件的辐照前器件初始模型参数，具体包括：

测试正反向V_BE-I_C/I_B曲线特性、测试正反向V_CE-I_C曲线、电压-电容测试以及电阻测试，确定BJT电学特性；