[发明专利]一种面向电荷共享的电流源模型的建立方法

说明书

本发明公开了一种面向电荷共享的电流源模型的建立方法，根据注入离子的种类，确定注入离子的线性传输能量；通过仿真建模得出参考距离，参考距离为离子注入的最大影响距离；通过仿真建模得出收集电荷的深度；通过仿真建模得出器件收集电荷的双极性放大系数；设定需要评估的注入距离，注入距离为注入点到收集点的距离；根据得到的注入离子的线性传输能量、参考距离、收集电荷的深度、器件收集电荷的双极性放大系数和设定的注入距离，得到面向电荷共享的注入电流表示式。本发明的方法基于二维的扩散思想，引入注入距离和参考距离，通过注入距离和参考距离的共同作用从而解决了电荷共享问题，单个注入的离子导致的电荷可以为多个收集点收集。

技术领域

本发明属于电子科学与技术中的集成电路技术领域，涉及航空电子的中的辐照效应仿真技术和抗辐射加固技术，具体涉及航空专用集成电路评估技术。

背景技术

核爆会产生大量的高能粒子，太空中也存在很多高能粒子包括重粒子、质子、α粒子、中子等，这些高能粒子一旦击中相应的半导体器件就可能导致半导体器件发生单粒子效应，严重影响到电子系统的可靠性和寿命。单粒子效应是指辐射中的高能带电粒子在穿过电子器件敏感区时会发生能量沉积从而产生大量的电子-空穴对，这些电子-空穴对在漂移过程中分别被相应的n区和p区所收集，从而产生瞬时脉冲电流，使器件敏感节点的逻辑状态受到影响，其中，造成器件节点产生电平错误翻转的现象称为单粒子翻转效应(SingleEvent Upset,SEU)。在单粒子翻转效应的评估中，一般采用注入电流源的方法。因此如何用电流源表征该瞬时脉冲电流，对于评估半导体器件的单粒子翻转效应敏感性非常重要。

一般采用的电流源注入模型是G.C.Messenger于文献“Collection of charge onjunction nodes from ion tracks,”IEEE Trans.Nucl.Sci.,vol.NS-29,no.6,pp.2024–2031,Dec.1982.中提出的双指数模型，如下：

其中，Q为收集的电荷量，τ_α是结电流的下降时间常数，τ_β结电流的上升时间常数，τ_α和τ_β取决于工艺参数，t为时间变量。该模型可以评估用来评估器件的单粒子翻转阈值，但是该模型无法评估粒子对于周围器件的影响。

CN102982216A公开了一种基于注入距离的电流源模型的建立方法，提出了基于注入距离的电流源模型，该模型是基于一维的注入扩散，并且假设所有的电荷为同一个敏感节点所收集，这与实际的电荷为多个敏感节点所收集不同。

文献“Boxes:an engineering methodology for calculating soft errorrates in SOI integrated circuits,IEEE Trans.Nucl.Sci.,vol.53,no.6,pp.3329–3335,Dec.2006”和文献“Prediction of SOI single-event effects using a simplephysics-based SPICE model,IEEE Trans.Nucl.Sci.,vol.52,no.6,pp.2168–2174,Dec.2005”也是基于一维的注入扩散，不过采用的模型不同，同样没有解决实际的电荷为多个敏感节点所收集的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有的电流源注入模型无法解决电荷共享问题，提出了一种面向电荷共享的电流源模型的建立方法。

本发明的技术方案为：一种面向电荷共享的电流源模型的建立方法，具体步骤如下：

S1.根据注入离子的种类，确定注入离子的线性传输能量；

S2.通过仿真建模得出参考距离，参考距离为离子注入的最大影响距离；

S3.通过仿真建模得出收集电荷的深度；