一种确定元器件单粒子效应试验中的重离子LET值的方法

摘要

本发明公开了一种确定元器件单粒子效应试验中的重离子LET值的方法,该方法屏蔽层数目不受限制，适应现代器件工艺条件下，金属布线层逐渐增多带来的屏蔽层数目超过8层的问题；可直接得到重离子经过多层屏蔽后在硅材料中的LET值，由于目前主流半导体工艺是基于硅衬底的，单粒子试验中的LET值均指重离子在硅中的LET值，直接输出该结果可避免非粒子物理专业试验人员错误计算LET值，确保了试验参数的正确性。

主权项

一种确定元器件单粒子效应试验中的重离子LET值的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、确定单粒子效试验所用的元器件的屏蔽层中各层屏蔽材料的厚度和成分，具体为：首先，将所述元器件纵切，露出元器件的断面；然后，采用扫描电子显微镜对元器件断面进行测量，获得各层屏蔽材料的厚度参数；最后，通过X射线衍射方法分析获得各层屏蔽材料的成分；步骤2、根据单粒子试验中实际采用的重离子，确定重离子的类型、原子序数以及入射时的初始能量E₀；步骤3、根据步骤2获得的重离子类型、原子序数和入射时的初始能量E₀，以及步骤1获得的各层屏蔽材料的厚度和成分，利用Beth‑Block重离子能量损失理论，获得所述重离子在元器件屏蔽层中的能量损失ΔE；步骤4、根据步骤2得到的重离子初始能量E₀和步骤3得到的重离子经过元器件屏蔽层后的能量损失ΔE，得到重离子经过屏蔽层后的剩余能量E′＝E₀‑ΔE；步骤5、根据剩余能量E′得到所述重离子经过元器件的屏蔽层后到达元器件的有源区表面时的速度v′；然后根据如下公式得到所述重离子到达所述有源区表面时在对应的硅材料中的LET值：$LET=\frac{1}{\rho }\frac{4{\mathrm{\pi e}}^4{z}^2}{m_0{v}^{\prime 2}}NZ[ln\left(\frac{2m_0{v}^{\prime 2}}{I}\right)-ln(1-{\beta }^2)-{\beta }^2]{\left(\frac{1}{4{\mathrm{\pi ϵ}}_0}\right)}^{2}k;$其中，ρ为硅的密度；I为硅的平均电离和激发电位，大小为173eV；z为单粒子试验中实际采用的重离子的原子序数；m₀为电子质量；e为单位电荷的电量；N为硅材料单位体积中的原子数；Z为硅的原子序数；ε₀为真空介电常数；k＝1/1.6×10^‑11；表示重离子到达元器件有源区表面速度与光速之比。