[发明专利]一种MOS的低剂量率增强效应仿真模型构建方法

权利要求书

1.一种MOS的低剂量率增强效应仿真模型构建方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1：构建MOS结构模型，所述MOS结构模型包括金属栅极(1)、SiO₂氧化层(2)和Si衬底(3)，在所述MOS结构模型中构建缺陷，并设置初始缺陷浓度，得到MOS结构缺陷模型；

步骤S2：将相同的所述MOS结构缺陷模型在不同的低剂量率下辐照，模拟高能光子与所述SiO₂氧化层(2)的作用过程并计算，得到辐照后所述MOS结构缺陷模型的氧化物陷阱电荷(4)和界面陷阱电荷(5)，以对低剂量率增强效应进行仿真。

2.根据权利要求1所述的MOS的低剂量率增强效应仿真模型构建方法，其特征在于，步骤S1中，所述缺陷包括固有氧空位缺陷、单氢氧空位缺陷和双氢氧空位缺陷。

3.根据权利要求1所述的MOS的低剂量率增强效应仿真模型构建方法，其特征在于，步骤S2中，所述低剂量率的范围小于1e-2rad/s。

4.根据权利要求1所述的MOS的低剂量率增强效应仿真模型构建方法，其特征在于，步骤S2中，所述模拟高能光子与所述SiO₂氧化层(2)的作用过程，包括：

步骤S21：模拟所述高能光子与所述SiO₂氧化层(2)相互作用，发生康普顿散射效应，产生电子-空穴对；

步骤S22：在所述SiO₂氧化层(2)的内部电场的作用下，所述电子向所述金属栅极(1)方向移动，所述空穴向所述SiO₂氧化层(2)和所述Si衬底(3)的界面方向移动；

步骤S23：移动过程中，所述空穴与所述SiO₂氧化层(2)中的缺陷反应形成所述氧化物陷阱电荷(4)；所述空穴以及所述MOS结构缺陷模型中的氢分子与所述SiO₂氧化层(2)中的缺陷反应，并通过分解氢分子或直接分解释放出质子；

步骤S24：所述质子在所述SiO₂氧化层(2)的内部电场的作用下向所述SiO₂氧化层(2)和所述Si衬底(3)的界面方向移动，并与氢钝化的悬挂键反应产生所述界面陷阱电荷(5)。

5.根据权利要求4所述的MOS的低剂量率增强效应仿真模型构建方法，其特征在于，根据所述模拟高能光子与所述SiO₂氧化层(2)的作用过程建立计算模型，所述步骤S21中，所述电子-空穴对的计算模型包括：

G_n＝G_p＝Y·g₀·R_d；

其中，Y为产率，Y＝0.01，g₀为单位剂量下初始电子-空穴对的生成数即电子空穴对的密度，R_d为剂量率，G_n为电子生成率，G_p为空穴生成率。

6.根据权利要求5所述的MOS的低剂量率增强效应仿真模型构建方法，其特征在于，步骤S22中，所述电子和所述空穴的计算模型包括：

泊松方程：

其中,ε为介电常数，ψ为静电势，ρ为氧化层中的电荷密度；

连续性方程：

其中，n为电子，p为空穴，q为元电荷，和表示电子和空穴的电流密度，G_n和G_p表示生成项，U_s表示复合项。