用于半导体器件重离子潜径迹损伤分析的方法和装置制造方法及图纸

本申请公开了一种用于半导体器件重离子潜径迹损伤的分析方法，包括：确定所述半导体器件的基本结构；根据所述半导体器件的基本结构建立其器件模型；确定所述半导体器件模型中每层材料的种类和厚度参数，以及每层材料中入射粒子的类型和能量参数；定义所述半导体器件模型的底色和框架结构；定义所述半导体器件模型中表示所述入射粒子的线型、线条颜色和线条走向；在所述半导体器件模型中绘制所述入射粒子的运动轨迹。本申请通过构建半导体器件模型，并基于所述器件模型绘制入射粒子在器材模型中的运动轨迹来分析重离子潜径迹损伤情况，避免了基于实物的研究产生的条件限制，方便了更为广泛和普适的模拟研究。

【技术实现步骤摘要】
用于半导体器件重离子潜径迹损伤分析的方法和装置
本申请涉及半导体器件重离子辐照的数值分析方法，尤其涉及用于半导体器件重离子潜径迹损伤分析的方法和装置。
技术介绍
随着微电子制造工艺的不断成熟，硅材料的瓶颈日益突出，特别是在光电子领域和高频高功率器件方面的应用受到诸多限制。在航空航天领域半导体器件也有广泛应用，空间环境中的高能重离子尽管通量较低，但其极强的能量损失特性使得沿离子径迹对器件产生的损伤不可忽略。对于重离入潜径迹损伤过程的分析研究通常是以实际半导体器件辐照条件下的研究为主，但基于实物的研究通常会有很多条件限制，比如，至少要重离子辐照的环境和过程,而且不能为重离入潜径迹损伤的预判和预研提供更为灵活和广泛适应的研究条件。
技术实现思路
(一)专利技术目的本申请要解决的技术问题是提供一种半导体器件重离子潜径迹损伤的分析方法，通过构建半导体器件模型，绘制入射粒子在器材模型中的运动轨迹来分析重离子潜径迹损伤情况。(二)技术方案第一方面，本申请实施例提供了一种用于半导体器件重离子潜径迹损伤的分析方法，包括：确定所述半导体器件的基本结构；根据所述半导体器件的基本结构建立其器件模型；确定所述半导体器件模型中每层材料的种类和厚度参数，以及每层材料中入射粒子的类型和能量参数；根据所述每层材料的种类及厚度参数，定义所述半导体器件模型的底色和框架结构；根据所述入射粒子的类型和能量参数，定义所述半导体器件模型中表示所述入射粒子的线型、线条颜色和线条走向；根据定义的所述入射粒子的线型、线条颜色和线条走向，以及定义的所述半导体器件模型的底色和框架结构，在所述半导体器件模型中绘制所述入射粒子的运动轨迹。上述实施中通过构建半导体器件模型，并基于所述器件模型绘制入射粒子在器材模型中的运动轨迹来分析重离子潜径迹损伤情况，避免了基于实物的研究产生的条件限制，方便了更为广泛和普适的模拟研究。一些实施例中，所述根据所述入射粒子的类型和能量参数，定义所述半导体器件模型中表示所述入射粒子的线型、线条颜色和线条走向，包括：用线条颜色定义所述入射粒子的能量大小；用线条走向定义所述入射粒子的能量方向。一些实施例中，根据定义的所述入射粒子的线型、线条颜色和线条走向，以及定义的所述半导体器件模型的底色和框架结构，在所述半导体器件模型中绘制所述入射粒子的运动轨迹的过程包括：基于蒙特卡罗方法模拟所述入射粒子在所述器件模型中的运动轨迹；根据模拟的所述运动轨迹，利用定义的所述入射粒子的线型、线条颜色和线条走向，绘制所述入射粒子在所述器件模型中运动轨迹的分布情况。一些实施例中，还包括：基于蒙特卡罗方法模拟所述入射粒子在所述器件模型中运动时的次级粒子的运动轨迹；根据模拟的所述次级粒子的运动轨迹，利用定义的所述入射粒子的线型、线条颜色和线条走向，绘制所述次级粒子在所述器件模型中运动轨迹的分布情况；根据绘制的所述次级粒子的运动轨迹的分布情况，确定造成潜径迹损伤的所述次级粒子的类型。一些实施例中，还包括：根据所述入射粒子在所述器件模型中运动轨迹的分布情况，从时间上对所述入射粒子在所述器件模型中的能量沉积的产生过程进行仿真模拟，计算随时间变化所述器材模型中电子空穴对的累积增量。另一方面，本申请实施例提供了一种用于半导体器件重离子潜径迹损伤的分析装置，包括：器件模型构建模块，用于根据所述半导体器件的基本结构建立其器件模型；模型参数确定模块，用于确定所述半导体器件模型中每层材料的种类和厚度参数，以及每层材料中入射粒子的类型和能量参数；模型框架定义模块，用于根据所述每层材料的种类及厚度参数，定义所述半导体器件模型的底色和框架结构；粒子参数定义模块，用于根据所述入射粒子的类型和能量参数，定义所述半导体器件模型中表示所述入射粒子的线型、线条颜色和线条走向；粒子轨迹绘制模块，用于根据定义的所述入射粒子的线型、线条颜色和线条走向，以及定义的所述半导体器件模型的底色和框架结构，在所述半导体器件模型中绘制所述入射粒子的运动轨迹。一些实施例中，所述粒子参数定义模块，用线条颜色定义所述入射粒子的能量大小；用线条走向定义所述入射粒子的能量方向。一些实施例中，所述粒子轨迹绘制模块，是基于蒙特卡罗方法模拟所述入射粒子在所述器件模型中的运动轨迹；并根据模拟的所述运动轨迹，利用定义的所述入射粒子的线型、线条颜色和线条走向，绘制所述入射粒子在所述器件模型中运动轨迹的分布情况。一些实施例中，所述粒子轨迹绘制模块，还包括基于蒙特卡罗方法模拟所述入射粒子在所述器件模型中运动时的次级粒子的运动轨迹；根据模拟的所述次级粒子的运动轨迹，利用定义的所述入射粒子的线型、线条颜色和线条走向，绘制所述次级粒子在所述器件模型中运动轨迹的分布情况；根据绘制的所述次级粒子的运动轨迹的分布情况，确定造成潜径迹损伤的所述次级粒子的类型。一些实施例中，所述粒子轨迹绘制模块，还包括根据所述入射粒子在所述器件模型中运动轨迹的分布情况，从时间上对所述入射粒子在所述器件模型中的能量沉积的产生过程进行仿真模拟，计算随时间变化所述器材模型中电子空穴对的累积增量。在上述实施例中本申请在器件模型中通过所定义的入射粒子，弄清潜径迹损伤的微观起源，得到辐照情况下损伤的时间和空间演化，可得到具体的能量损失和时间参数，为宏观分析器件的损伤提供准确的微观参数。在一些实施例中通过更改器件模型尺寸，可以对应不同特征尺寸或不同生长方式的半导体器件，开展重离子辐照实验的评估研究，与开展实物的重离子辐照实验相比，在节省大量的时间和经费的同时可以对器件的抗辐照性能进行很好的预测和评估。附图说明图1a为聚焦离子束FIB制样位置示意图；图1b为图1a的局部放大图；图2为离子入射径迹示意图；图3为离子入射产生的电离能损随入射深度的变化示意图；图4为不同类型粒子产生的电离能损及其随入射时间的变化示意图；图5为离子入射产生的电离能损的空间分布示意图；图6为重离子致电离能损的空间分布随时间的演化示意图；图7为本申请实施例用于半导体器件重离子潜径迹损伤的分析方法流程示意图；图8为本申请实施例用于半导体器件重离子潜径迹损伤的分析装置结构框图。具体实施方式为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本申请进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本申请的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本申请的概念。在附图中示出了根据本申请实施例的层结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状以及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于半导体器件重离子潜径迹损伤的分析方法，其特征在于，包括：/n确定所述半导体器件的基本结构；/n根据所述半导体器件的基本结构建立其器件模型；/n确定所述半导体器件模型中每层材料的种类和厚度参数，以及每层材料中入射粒子的类型和能量参数；/n根据所述每层材料的种类及厚度参数，定义所述半导体器件模型的底色和框架结构；/n根据所述入射粒子的类型和能量参数，定义所述半导体器件模型中表示所述入射粒子的线型、线条颜色和线条走向；/n根据定义的所述入射粒子的线型、线条颜色和线条走向，以及定义的所述半导体器件模型的底色和框架结构，在所述半导体器件模型中绘制所述入射粒子的运动轨迹。/n

【技术特征摘要】
1.用于半导体器件重离子潜径迹损伤的分析方法，其特征在于，包括：
确定所述半导体器件的基本结构；
根据所述半导体器件的基本结构建立其器件模型；
确定所述半导体器件模型中每层材料的种类和厚度参数，以及每层材料中入射粒子的类型和能量参数；
根据所述每层材料的种类及厚度参数，定义所述半导体器件模型的底色和框架结构；
根据所述入射粒子的类型和能量参数，定义所述半导体器件模型中表示所述入射粒子的线型、线条颜色和线条走向；
根据定义的所述入射粒子的线型、线条颜色和线条走向，以及定义的所述半导体器件模型的底色和框架结构，在所述半导体器件模型中绘制所述入射粒子的运动轨迹。


2.根据权利要求1所述的分析方法，其特征在于，所述根据所述入射粒子的类型和能量参数，定义所述半导体器件模型中表示所述入射粒子的线型、线条颜色和线条走向，包括：
用线条颜色定义所述入射粒子的能量大小；
用线条走向定义所述入射粒子的能量方向。


3.根据权利要求1所述的分析方法，其特征在于，所述根据定义的所述入射粒子的线型、线条颜色和线条走向，以及定义的所述半导体器件模型的底色和框架结构，在所述半导体器件模型中绘制所述入射粒子的运动轨迹的过程包括：
基于蒙特卡罗方法模拟所述入射粒子在所述器件模型中的运动轨迹；
根据模拟的所述运动轨迹，利用定义的所述入射粒子的线型、线条颜色和线条走向，绘制所述入射粒子在所述器件模型中运动轨迹的分布情况。


4.根据权利要求3所述的分析方法，其特征在于，还包括：
基于蒙特卡罗方法模拟所述入射粒子在所述器件模型中运动时的次级粒子的运动轨迹；
根据模拟的所述次级粒子的运动轨迹，利用定义的所述入射粒子的线型、线条颜色和线条走向，绘制所述次级粒子在所述器件模型中运动轨迹的分布情况；
根据绘制的所述次级粒子的运动轨迹的分布情况，确定造成潜径迹损伤的所述次级粒子的类型。


5.根据权利要求3所述的分析方法，其特征在于，还包括：
根据所述入射粒子在所述器件模型中运动轨迹的分布情况，从时间上对所述入射粒子在所述器件模型中的能量沉...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭红霞，张鸿，潘霄宇，周益春，张凤祁，张晋新，琚安安，钟向丽，廖敏，
申请(专利权)人：湘潭大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43