(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210762682.4 (22)申请日 2022.06.30 (71)申请人 哈尔滨工业大 学 地址 150000 黑龙江省哈尔滨市南岗区西 大直街92号 (72)发明人 李兴冀　荆宇航　杨剑群　刘中利　 魏亚东　 (74)专利代理 机构 北京隆源天恒知识产权代理 有限公司 1 1473 专利代理师 丁晴晴 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06K 9/62(2022.01) G06F 111/10(2020.01) (54)发明名称 半导体器件中辐照缺陷演化的仿真方法及 系统 (57)摘要 本发明提供了一种半导体器件中辐照缺陷 演化的仿真方法及系统， 属于模拟仿真技术领 域。 所述方法包括： 获取入射粒子辐射产生的PKA 信息； 对半导体器件进行网格划分， 并统计网格 中的PKA信息； 建立与网格等大小的体系模型； 将 网格中的PKA信息作为输入参数， 在LAMMPS软件 中进行缺陷演化模拟， 获得MD时间尺度下的稳态 结构； 将稳态结构中的缺陷信息作为KMC的输入 文件， 输出最终稳定态结构； 统计最终稳定态结 构中的缺陷信息， 并对所有网格中的缺陷信息进 行汇总， 得到半导体器件的综合缺陷信息。 本发 明基于MD和KMC实现了半导体器件中辐照缺陷产 生及演化全 过程的时空跨尺度模拟计算， 且计算 方法逻辑清晰， 步骤简单且易于操作。 权利要求书2页 说明书5页 附图2页 CN 115130306 A 2022.09.30 CN 115130306 A 1.一种半导体 器件中辐照缺陷演化的仿真方法， 其特 征在于， 包括： 步骤S1， 获取入射粒子辐射半导体 器件后产生的PKA的信息； 步骤S2， 对所述半导体器件进行网格划分， 获取含有所述PKA的网格， 并统计所述网格 中的PKA信息； 步骤S3， 建立与所述网格等大小的体系模型； 步骤S4， 基于所述体系模型， 将所述网格中的PKA信息作为输入参数， 在LAMMPS软件中 进行缺陷演化模拟， 获得分子动力学时间尺度下的稳态结构； 步骤S5， 获取所述稳态结构中的缺陷信息， 并将所述稳态结构中的缺陷信息作为动力 学蒙特卡罗方法的输入文件， 继续进行缺陷演化模拟， 输出最终稳定态结构； 步骤S6， 统计所述最终稳定态结构中的缺陷信息， 并对所有网格中的缺陷信息进行汇 总， 得到所述半导体 器件的综合 缺陷信息 。 2.根据权利要求1所述的半导体器件中辐照缺陷演化的仿真方法， 其特征在于， 所述获 取入射粒子辐射半导体器件后产生的PKA的信息包括： 利用蒙特卡罗方法获取所述入射粒 子辐射所述半导体 器件后产生的PKA的信息 。 3.根据权利要求2所述的半导体器件中辐照缺陷演化的仿真方法， 其特征在于， 所述 PKA的信息包括所述PKA的数量及其在所述半导体 器件中的分布情况。 4.根据权利要求1所述的半导体器件中辐照缺陷演化的仿真方法， 其特征在于， 所述网 格中的PKA信息包括所述PKA的数量、 能量、 位置和入射方向。 5.根据权利要求1所述的半导体器件中辐照缺陷演化的仿真方法， 其特征在于， 所述建 立与所述网格等大小的体系模型包括： 建立与所述网格等大小的纯硅模型， 并向所述纯硅 模型引入掺杂元 素， 所述掺杂元素包括C、 O、 B和P元 素中的至少一种。 6.根据权利要求5所述的半导体器件中辐照缺陷演化的仿真方法， 其特征在于， 所述C 和O元素以间隙原子方式掺杂进所述纯硅模 型中， 掺杂浓度为1012/cm3—1014/cm3； 所述B和P 元素以替位原子方式掺杂进所述纯硅模型中， 掺杂浓度为1018/cm3—1020/cm3。 7.根据权利要求1所述的半导体器件中辐照缺陷演化的仿真方法， 其特征在于， 所述在 LAMMPS软件中进 行缺陷演化模拟包括分子动力学初级演化阶段、 分子动力学次级演化阶段 和分子动力学终极演化阶段， 且所述分子动力学初级演化 阶段、 所述分子动力学次级演化 阶段和所述分子动力学终极演化阶段的时间步长不同。 8.根据权利要求1所述的半导体器件中辐照缺陷演化的仿真方法， 其特征在于， 在所述 步骤S2之后还包括： 根据每个所述网格中的PKA信息对所述网格进 行分类， 并按 预设比例抽 取相同类别的网格， 得到抽样网格， 并建立与所述抽样网格等大小的体系模型。 9.根据权利要求8所述的半导体器件中辐照缺陷演化的仿真方法， 其特征在于， 所述对 所有网格中的缺陷信息进行汇总包括： 获取所述抽样网格中缺陷的类型和每类缺陷的数量， 按比例进行加和， 得到所有所述 网格的缺陷类型和每类缺陷的总量， 并将每类缺陷的总量除以所述半导体器件的总体积， 得到所述半导体 器件中缺陷的类型及每 类缺陷的浓度。 10.一种不同能量入射粒子辐照器件的缺陷演化仿真系统， 其特 征在于， 包括： 获取模块， 所述获取模块用于获取入射粒子辐射半导体器件后产生的PKA的信息， 所述 获取模块还用于获取网格中的PKA信息；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115130306 A 2网格划分模块， 所述网格划分模块用于对所述半导体器件进行网格划分， 得到含有所 述PKA的网格； 模型构建模块， 所述模型构建模块用于建立与所述网格等大小的体系模型； 模拟计算模块， 所述模拟计算模块用于将所述网格中的PKA信息作为输入参数， 在 LAMMPS软件中进行缺陷演化模拟， 获得分子动力学时间尺度下的稳态结构， 并将所述稳态 结构中的缺陷信息作为动力学蒙特卡罗方法的输入文件， 继续进行缺陷演化模拟， 输出最 终稳定态结构； 统计模块， 所述统计模块用于统计所述最终稳定态结构中的缺陷信息， 并对所有网格 中的缺陷信息进行汇总， 得到所述半导体 器件的综合 缺陷信息 。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115130306 A 3