(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 202210762698.5 (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　徐晓东　魏亚东　 刘中利　 (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) G06F 17/10(2006.01) G06F 111/10(2020.01) (54)发明名称 不同能量入射粒子辐照器件的缺陷演化仿 真方法及系统 (57)摘要 本发明提供了一种不同能量入射粒子辐照 器件的缺陷演化仿真方法及系统， 属于模拟仿真 技术领域。 所述方法包括： 获取入射粒子辐射器 件后产生的PKA的信息， 对所述器件进行网格化 处理， 并获取每个网格中的所述PKA的信息； 建 模； 利用分子动力学模拟方法进行PKA在器件中 级联碰撞的微观损伤过程模拟； 利用动力学蒙特 卡罗方法进行缺陷演化模拟； S5， 改变所述入射 粒子的能量数值， 重复上述步骤， 获取不同入射 粒子能量与所述器件中缺陷信息之间的关系。 本 发明采用不同模拟方法分别覆盖不同的时间尺 度， 模拟计算更为精确， 模拟过程与实际情况更 为贴合， 模拟结果与实验数据也较为贴合， 且计 算法方法逻辑清晰， 步骤简单且易于操作。 权利要求书2页 说明书5页 附图3页 CN 115146458 A 2022.10.04 CN 115146458 A 1.一种不同能量入射粒子辐照器件的缺陷演化仿真方法， 其特 征在于， 包括： 步骤S1， 获取入射粒子(1)辐射器件(2)后产 生的初级撞出原子(4)的信息， 根据所述初 级撞出原子(4)的信息对所述器件(2)进行网格化处理， 并获取每个网格(3)中的所述初级 撞出原子(4)的信息； 步骤S2， 建立与所述网格(3)各参数相适配的体系模型； 步骤S3， 基于所述体系模型， 将所述网格(3)中的所述初级撞出原子(4)的信息作为输 入条件， 利用分子动力学模拟方法进 行所述初级撞出原子(4)在所述器件(2)中的级联碰撞 模拟， 输出第一结构， 并统计所述第一结构中的缺陷信息； 步骤S4， 将所述第一结构中的缺陷信息作为输入条件， 利用动力学蒙特卡罗方法进行 缺陷演化模拟， 输出第二结构， 并统计所述第二结构中的缺陷信息， 并对所有所述网格(3) 中的缺陷信息进行汇总， 得到所述器件(2)的综合 缺陷信息； 步骤S5， 改变所述入射粒子(1)的能量数值， 重复步骤S1至步骤S4， 获取不同所述入射 粒子(1)能量与所述器件(2)的综合 缺陷信息之间的关系。 2.根据权利要求1所述的不同能量入射粒子辐照器件的缺陷演化仿真方法， 其特征在 于， 所述获取入射粒子(1)辐射器件(2)后产生的初级撞出原子(4)的信息包括： 利用蒙特卡 罗方法获取所述入射粒子(1)辐照所述器件(2)后产生的所述初级撞出原子(4)的信息， 所 述信息包括所述初级撞出原子(4)的数量和在所述器件(2)中的分布情况。 3.根据权利要求1所述的不同能量入射粒子辐照器件的缺陷演化仿真方法， 其特征在 于， 每个所述网格(3)中的所述初 级撞出原子(4)的信息包括所述初 级撞出原子(4)的数量、 能量、 位置和入射方向。 4.根据权利要求1所述的不同能量入射粒子辐照器件的缺陷演化仿真方法， 其特征在 于， 所述建立与所述网格(3)各参数相适配的体系模型包括： 建立与所述网格(3)等大小的 纯硅模型， 并向所述纯硅模型中掺杂粒子 。 5.根据权利要求1所述的不同能量入射粒子辐照器件的缺陷演化仿真方法， 其特征在 于， 所述分子动力学模拟包括初 级演化阶段、 次级演化阶段和终极演化阶段， 所述初 级演化 阶段的时间步长为0.01fs， 所述次级演化阶段的时间步长为0.1fs， 所述终极演化阶段的时 间步长为 1fs， 且所述初 级演化阶段、 所述次级演化阶段和所述 终极演化阶段的演化时间共 20ps。 6.根据权利要求5所述的不同能量入射粒子辐照器件的缺陷演化仿真方法， 其特征在 于， 在进行所述分子动力学模拟之前还包括： 通过共轭梯度方法使体系能量最小化以及弛 豫。 7.根据权利要求1所述的不同能量入射粒子辐照器件的缺陷演化仿真方法， 其特征在 于， 所述利用动力学蒙特卡罗方法进 行缺陷演化模拟包括： 对 各类缺陷的捕获半径、 指前 因 子、 迁移势垒、 迭代步数以及各类缺陷之间的相互反应分别进行设定 。 8.根据权利要求1所述的不同能量入射粒子辐照器件的缺陷演化仿真方法， 其特征在 于， 所述对所有所述网格(3)中的缺陷信息进行汇总包括： 对含有同样数量所述初级撞出原子(4)的网格按比例 抽样， 得到抽样网格； 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， 获得所有所述 网格(3)的缺陷类型和每类缺陷的总数量， 将每类缺陷的总数量除以所述器件(2)的总体权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115146458 A 2积， 得到所述器件(2)中缺陷的类型及每 类缺陷的浓度。 9.根据权利要求1所述的不同能量入射粒子辐照器件的缺陷演化仿真方法， 其特征在 于， 所述第一结构中的缺陷信息包括 缺陷的类型和每 类缺陷的坐标信息 。 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， 用于获取不同能量入射粒子(1)辐射器件(2)后产生的初级撞出原子(4)的 信息， 还用于获取每 个网格(3)中的所述初级撞出原子(4)的信息； 网格化处理模块， 用于根据所述初级撞出原子(4)的信息对所述器件(2)进行网格化处 理； 模型构建模块， 用于建立与所述网格(3)各参数相适配的体系模型； 分子动力学模块， 用于对所述体系模块进行分子动力学模拟， 并输出第一结构； 动力学蒙特卡罗模块， 用于对所述体系模块进行动力学蒙特卡罗 模拟， 并输出第二结 构； 统计模块， 用于统计所述第一结构和所述第二结构中的缺陷信息， 并对所有所述网格 (3)中的缺陷信息进行汇总， 得到所述器件(2)的综合 缺陷信息 。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115146458 A 3