[发明专利]一种热载流子效应和总剂量效应的耦合仿真方法

权利要求书

1.一种热载流子效应和总剂量效应的耦合仿真方法，其特征在于，包括：

⑴利用工艺及器件仿真工具TCAD中Sentaurus软件对基于SOI工艺的NMOS场效应晶体管进行三维结构建模，得到用于热载流子效应研究的三维器件结构模型；

⑵在Sentaurus软件的计算模型中提取该三维器件结构的陷阱电荷浓度和界面态浓度随时间的变化关系，并对其进行多项式拟合，得到拟合后的函数模型；

⑶将拟合后的函数模型导入Sentaurus软件的计算模型中，得出用于对热载流子效应仿真的计算模型，并对上述三维器件结构的界面态加正极性，陷阱电荷加负极性，再进行热载流子效应的仿真，得到热载流子效应的电学特性A，并将其保存在该载流子效应仿真计算模型中；

⑷在热载流子效应计算模型中加入辐照Radiation模型，并设置辐照时间和辐照剂量，进行热载流子效应和总剂量效应的耦合仿真，得到热载流子效应和总剂量效应的耦合电学特性B；

⑸将上述得到热载流子效应的电学特性A与热载流子效应和总剂量效应的耦合电学特性B进行对比，得出总剂量效应是否加剧了NMOS场效应管热载流子效应退化的结果：

如果A＞B，则总剂量效应加剧了NMOS场效应管热载流子效应的退化；

如果A＜B，则总剂量效应没有加剧NMOS场效应管热载流子效应的退化。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，(2)中在Sentaurus软件的计算模型中提取三维器件结构的陷阱电荷浓度和界面态浓度随时间的变化关系，是在Sentaurus软件的计算模型中加入陷阱电荷浓度衰减模型、电离碰撞模型、载流子-载流子散射模型、幸运热载流子模型和应力电压，再进行仿真，得到NMOS场效应管的陷阱电荷浓度与界面态浓度随时间变化关系的曲线。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，(2)中对三维器件结构的陷阱电荷浓度和界面态浓度随时间的变化关系进行多项式拟合，得到的拟合函数表示如下：

Ax⁶+Bx⁵+Cx⁴+Dx³+Ex²+Fx+H

式中，A，B，C，D，E和F是根据曲线拟合出的多项式系数，H是曲线与Y轴交点的纵坐标值，x是时间t的对数形式log₁₀t。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，(3)得到热载流子效应的电学特性A，是在软件Sentaurus中对将热载流子效应仿真得到的NMOS场效应管的转移特性曲线进行参数提取，得到该NMOS场效应晶体管的阈值电压、最大跨导和饱和漏极电流。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，(4)得到热载流子效应和总剂量效应的耦合电学特性B，是在软件Sentaurus中对热载流子效应和总剂量效应耦合仿真得到的NMOS场效应晶体管的转移特性曲线进行参数提取，得到该NMOS场效应晶体管的阈值电压、最大跨导和饱和漏极电流。