一种单粒子效应分析方法

技术领域

本发明实施例涉及辐射效应仿真技术领域，尤其涉及一种单粒子效应分析方法。

背景技术

高能粒子一般指能量从keV到TeV的粒子，包括：重离子、质子、中子、电子、光子等。高能粒子或其次级粒子穿过半导体器件有源区时，电离产生的大量电子空穴对在电场作用下漂移扩散，可能产生引起设备状态异常变化的单粒子效应，单粒子效应例如包括单粒子脉冲、单粒子翻转、单粒子闩锁或单粒子烧毁等。

由于高能粒子造成上述的危害，使得对于发生高能粒子效应的研究变得十分重要，现有对于高能粒子效应的分析方法是通过人为划定一个长方体区域范围，利用重离子束流轰击该平面器件并获取到高能粒子的单粒子效应的相关信息。

但是对于目前非平面的半导体器件，例如finFET工艺的器件，沟道是多个鳍的形状，对单粒子效应有效的区域不再是简单的长方体，而用平面器件灵敏体代替finFET工艺的器件，分析效果过于模糊，使得分析结果不准确。比如，有的重离子穿过一个鳍，有的重离子穿过两个鳍之间，导致的单粒子效应完全不同，因此这就使得传统的平面器件灵敏体无法表征这个区别。

发明内容

本发明实施例提供了一种单粒子效应分析方法，以实现对非平面的半导体器件的单粒子效应的有效分析。

本发明实施例提供了一种单粒子效应分析方法，包括：

根据半导体器件的结构建立所述半导体器件的灵敏体模型，并将所述灵敏体模型划分为多个灵敏体分部；其中，至少部分的所述灵敏体分部的形状和/或体积不同；

通过全物理仿真确定所述灵敏体模型中每一灵敏体分部的灵敏度权重因子；

利用蒙特卡罗仿真计算待分析高能粒子按照预设方向入射所述灵敏体模型后，在每一穿过的灵敏体分部中的沉积能量；

根据所述待分析高能粒子在每一穿过的灵敏体分部中的沉积能量以及穿过的灵敏体分部对应的灵敏度权重因子进行加权求和，得到所述待分析高能粒子在本次入射中的总沉积能量；

根据所述总沉积能量与所述灵敏体模型的能量阈值的大小关系，对所述待分析高能粒子进行单粒子效应分析。

可选的，所述半导体器件包括finFET器件；所述finFET器件包括衬底以及设置在所述衬底同一侧的多个沟道鳍；

所述根据半导体器件的结构建立所述半导体器件的灵敏体模型，并将所述灵敏体模型划分为多个灵敏体分部，包括：

按照所述finFET器件的形状和尺寸建立所述灵敏体模型，并在所述灵敏体模型中划分出衬底灵敏体分部，以及多个沟道鳍灵敏体分部。

可选的，所述通过全物理仿真确定所述灵敏体模型中每一灵敏体分部的灵敏度权重因子，包括：

将所述灵敏体模型放置在蒙特卡罗仿真试验场内；

分别向所述灵敏体模型中的每一灵敏体分部多次入射标定高能粒子，以获取到所述标定高能粒子在每一所述灵敏体分部中的多种粒子路径；其中，每次入射的标定高能粒子对应穿过一灵敏体分部；

将每一灵敏体分部对应的所述标定高能粒子的全部粒子路径导入到TCAD器件仿真，通过TCAD器件仿真得到所述灵敏体模型上每一灵敏体分部的灵敏度权重因子。

可选的，将每一灵敏体分部对应的所述标定高能粒子的全部粒子路径导入到TCAD器件仿真，通过TCAD器件仿真得到所述灵敏体模型上每一灵敏体分部的灵敏度权重因子，包括：

通过所述TCAD器件仿真，获得每一所述灵敏体分部中每一粒子路径对应的器件电学响应；

根据每一所述灵敏体分部中每一粒子路径对应的器件电学响应，确定所述标定高能粒子在每一所述灵敏体分部发生单粒子效应的临界沉积能量；

根据所述灵敏体模型的能量阈值和所述标定高能粒子在每一所述灵敏体分部发生单粒子效应的临界沉积能量，确定每一所述灵敏体分部的灵敏度权重因子。

可选的，根据所述灵敏体模型的能量阈值和所述标定高能粒子在每一所述灵敏体分部发生单粒子效应的临界沉积能量，确定每一所述灵敏体分部的灵敏度权重因子，基于以下确定：

E

其中，E

可选的，利用蒙特卡罗仿真计算待分析高能粒子按照预设方向入射所述灵敏体模型后，在每一穿过的灵敏体分部中的沉积能量，包括：

将所述灵敏体模型放置在蒙特卡罗仿真试验场内；

向所述灵敏体模型入射待分析高能粒子，并获取到所述待分析高能粒子在所述灵敏体模型中的完整粒子路径；

根据所述待分析高能粒子在所述灵敏体模型中的完整粒子路径，确定所述待分析高能粒子在所述灵敏体模型中穿过的灵敏体分部以及在每一灵敏体分部中的粒子径迹；

根据所述待分析高能粒子在每一穿过的灵敏体分部中的粒子径迹，计算所述待分析高能粒子在每一穿过的灵敏体分部中的沉积能量。

可选的，根据所述待分析高能粒子在每一穿过的灵敏体分部中的沉积能量以及穿过的灵敏体分部对应的灵敏度权重因子进行加权求和，得到所述待分析高能粒子在本次入射中的总沉积能量，包括：

将所述待分析高能粒子在每一穿过的灵敏体分部中的沉积能量与每一灵敏体分部对应的灵敏体权重因子作乘积并加和得到所述总沉积能量。

可选的，根据所述总沉积能量与所述灵敏体模型的能量阈值的大小关系，对所述待分析高能粒子进行单粒子效应分析，包括：

判断所述总沉积能量是否大于或等所述灵敏体模型的能量阈值；

若是，则确定所述待分析高能粒子发生单粒子效应；否则，确定所述待分析高能粒子未发生单粒子效应。

可选的，单粒子效应分析方法还包括：

利用蒙特卡罗仿真多个待分析高能粒子从相同或不同方向入射轰击所述新灵敏体模型；根据发生单粒子效应的所述待分析高能粒子数、待分析高能粒子总数、每一待分析高能粒子轰击的方向和每一所述高能粒子的能量，得到所述新灵敏体模型的单粒子效应规律和/或单粒子效应发生率。

可选的，全部的待分析高能粒子相同，或者，至少部分的待分析高能粒子不同。

本发明实施例提供的技术方案，根据半导体器件的结构建立半导体器件的灵敏体模型，并将灵敏体模型划分为多个灵敏体分部；其中，至少部分的灵敏体分部的形状和/或体积不同；通过全物理仿真确定灵敏体模型中每一灵敏体分部的灵敏度权重因子；利用蒙特卡罗仿真计算待分析高能粒子按照预设方向入射灵敏体模型后，在每一穿过的灵敏体分部中的沉积能量；根据待分析高能粒子在每一穿过的灵敏体分部中的沉积能量以及穿过的灵敏体分部对应的灵敏度权重因子进行加权求和，得到待分析高能粒子在本次入射中的总沉积能量；根据总沉积能量与灵敏体模型的能量阈值的大小关系，对待分析高能粒子进行单粒子效应分析。本申请实现了对非平面的半导体器件的单粒子效应的有效分析。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术中提供的一种灵敏体模型的结构示意图；

图2是在图1所示结构中入射高能粒子的一种粒子路径示意图；

图3是本发明实施例提供的一种单粒子效应分析方法的流程图；

图4是本发明实施例提供的一种灵敏体模型的结构示意图；

图5是在图4所示结构中入射高能粒子的一种粒子路径示意图；

图6是本发明实施例提供的另一种单粒子效应分析方法的流程图；

图7是本发明实施例提供的另一种单粒子效应分析方法的流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

图1是现有技术中提供的一种灵敏体模型的结构示意图，图2是在图1所示结构中入射高能粒子的一种粒子路径示意图，参考图1和图2，如背景技术，为了定性分析单粒子效应规律，或者定量预计单粒子效应发生率，现有对于高能粒子效应的分析方法是通过人为划定一个平面器件区域范围，利用重离子束流轰击该平面器件并获取到高能粒子的单粒子效应的相关信息，该方法称为灵敏体方法。在半导体器件内部，有些区域是对高能粒子较为敏感的。当高能粒子穿过此区域，容易引发单粒子效应。于是划定一个长方体区域范围，作为灵敏体(Sensitive Volume)，并定义一个阈值，可以是能量阈值或电荷阈值，称作临界能量(Threshold Energy)或临界电荷(Threshold Charge)。仿真高能单粒子径迹穿过灵敏体，计算在此灵敏体内沉积的能量。比较高能单粒子是否大于临界能量，若大于，则确定发生单粒子效应；或小于，则确定未发生单粒子效应。分析不同情况下，比如不同重离子种类、不同入射方向、不同能量对单粒子效应的影响，定性分析单粒子效应规律，或者定量预计单粒子效应发生率。

但是对于目前非平面的半导体器件，例如finFET工艺的器件，沟道是多个鳍的形状，对单粒子效应有效的区域不再是简单的长方体，而用平面器件灵敏体代替finFET工艺的器件，分析效果过于模糊，使得分析结果不准确。比如，有的重离子穿过一个鳍，有的重离子穿过两个鳍之间，导致的单粒子效应完全不同，因此这就使得传统的平面器件灵敏体无法表征这个区别。

鉴于此，本发明实施例提供了一种单粒子效应分析方法，图3是本发明实施例提供的一种单粒子效应分析方法的流程图，参考图3，单粒子效应分析方法包括：

S110、根据半导体器件的结构建立半导体器件的灵敏体模型，并将灵敏体模型划分为多个灵敏体分部；其中，至少部分的灵敏体分部的形状和/或体积不同。

具体的，按照半导体器件器件的形状和尺寸建立新灵敏体模型，并在新灵敏体模型中划分出多个灵敏体分部。其中，灵敏体分部可以根据半导体器件器件中的具体组成结构划分，不同的灵敏体分部对应半导体器件的不同组成结构。用于模拟仿真的目标器件结构可以是非单一长发体形的半导体器件，因此，半导体器件中至少部分组成结构的形状不同，和/或至少部分组成结构的体积不同。使得将灵敏体模型划分为多个灵敏体分部后，至少部分的灵敏体分部的形状和/或体积不同。

在本发明的一个实施例中，可选的，半导体器件包括finFET器件；finFET器件包括衬底以及设置在衬底同一侧的多个沟道鳍。图4是本发明实施例提供的一种灵敏体模型的结构示意图，参考图4，根据半导体器件的结构建立半导体器件的灵敏体模型，并将灵敏体模型划分为多个灵敏体分部，包括：按照finFET器件的形状和尺寸建立灵敏体模型，并在灵敏体模型中划分出衬底灵敏体分部10，以及多个沟道鳍灵敏体分部20。其中，图4中示例的画出了三个沟道鳍灵敏体分部20，分别为第一沟道鳍灵敏体分部21、第二沟道鳍灵敏体分部22和第三沟道鳍灵敏体分部23。

具体的，单粒子效应分析可应用于finFET器件，finFET器件又称FinFET，全称为Fin Field-Effect Transistor，中文名叫鳍式场效应晶体管，是一种新的互补式金氧半导体晶体管。FinFET命名根据晶体管的形状与鱼鳍的相似性，finFET器件是通过FinFET工艺技术制成，FinFET工艺制程技术采用外延生长技术嵌入SiGe和SiC应变材料，并进行源和漏掺杂，同时使源和漏有源区凸起增加有源区的厚度和表面积，从而可以形成更厚的硅化物(Salicide)，减小22nm工艺制程技术的源和漏的接触电阻，应变技术可以提高器件的速度，改善FinFET的性能。在本实施例中，finFET器件包括衬底和生长在衬底上的若干沟道鳍，以此来模拟待测器件。

需要说明的是，在本实施例中展示的灵敏体模型为众多半导体组件中的一个，也就是说，在真实情况下，灵敏体模型外部的其他位置也是存在其他的半导体器件，因此，在本实施例中，所述高能粒子应该为在多个半导体模拟器件中穿梭。

S120、通过全物理仿真确定灵敏体模型中每一灵敏体分部的灵敏度权重因子。

具体的，不同于现有技术中的具有单块灵敏体的灵敏体模型，本发明实施例中的灵敏体模型分为多个部分。不同灵敏体分部的沉积能量对单粒子效应的贡献可能不相同，本发明实施例中用灵敏度权重因子来表示灵敏体分部的沉积能量对单粒子效应的贡献。对于相同的沉积能量，在灵敏度高的灵敏体分部中相对于在灵敏度低的灵敏体分部中更易发生单粒子效应，即灵敏度权重因子相对较大。示例性的，请继续参考图4，根据finFET器件建立的灵敏体模型包括衬底灵敏体分部10以及设置在衬底灵敏体分部10同一侧的多个沟道鳍灵敏体分部20。衬底灵敏体分部10的灵敏度权重因子与沟道鳍灵敏体分部20的灵敏度权重因子不同。

在常规技术中，被测试器件均为平面器件，因此对于平面器件来说，所有位置的权重因子均相同，也就没有必要对于被测试器件的权重因子问题进行深究，而在本实施例中，考虑到现有的半导体器件已不全为平面器件，对于不规则形状的器件来说，获取到其每一部位的权重因子则变得十分重要，本实施例通过利用全物理仿真对新灵敏体模型进行预先测试，并最终获取到新灵敏体模型上每个灵敏体分部的灵敏度权重因子。而对于每个不同的器件来说，发生单粒子效应的自身阈值又不同，因此，在本实施例中，也可以通过全物理仿真对新灵敏体模型进行预先测试，并最终获取到灵敏体模型的能量阈值。灵敏体模型的能量阈值也可以根据不同器件的类型确定的经验值。

S130、利用蒙特卡罗仿真计算待分析高能粒子按照预设方向入射灵敏体模型后，在每一穿过的灵敏体分部中的沉积能量。

具体的，蒙特卡罗仿真是一种器件参数变化分析，使用随机抽样估计来估算数学函数的计算的方法。它需要一个良好的随机数源，而这种方法往往包含一些误差，但是随着随机抽取样本数量的增加，结果也会越来越精确。在本实施例中，通过蒙特卡罗仿真获取到高能粒子对灵敏体模型的轰击是接近真实情况的粒子轰击，以此来提升对于待分析高能粒子发生单粒子效应的置信度及准确性。

S140、根据待分析高能粒子在每一穿过的灵敏体分部中的沉积能量以及穿过的灵敏体分部对应的灵敏度权重因子进行加权求和，得到待分析高能粒子在本次入射中的总沉积能量。

具体的，待分析高能粒子在按照预设方向入射灵敏体模型后，至少会经过一个灵敏体分部。图5是在图4所示结构中入射高能粒子的一种粒子路径示意图，参考图5，示例性的画出待分析高能粒子在按照预设方向入射灵敏体模型后，经过了第一沟道鳍灵敏体分部21和衬底灵敏体分部10两个灵敏体分部。待分析高能粒子经过每一灵敏体分部中均会留存一部分沉积能量。因此，需要获取待分析高能粒子在每一穿过的灵敏体分部中的沉积能量，并通过每一灵敏体分部对应的的权重因子及其留存的沉积能量计算到总沉积能量。

其中，根据待分析高能粒子在每一穿过的灵敏体分部中的沉积能量以及穿过的灵敏体分部对应的灵敏度权重因子进行加权求和，得到待分析高能粒子在本次入射中的总沉积能量，具体可以包括：获取与待分析高能粒子每一穿过的灵敏体分部对应的灵敏体权重因子；将待分析高能粒子在每一穿过的灵敏体分部中的沉积能量与每一灵敏体分部对应的灵敏体权重因子作乘积并加和得到总沉积能量。总的沉积能量为各个部件的沉积能量的加权和，基于以下公式确定：

E

其中，E

S150、根据总沉积能量与灵敏体模型的能量阈值的大小关系，对待分析高能粒子进行单粒子效应分析。

具体的，根据待分析高能粒子在每一穿过的灵敏体分部中的沉积能量以及穿过的灵敏体分部对应的灵敏度权重因子进行加权求和，得到待分析高能粒子在本次入射中的总沉积能量E

本发明实施例提供的单粒子效应分析方法，包括：根据半导体器件的结构建立半导体器件的灵敏体模型，并将灵敏体模型划分为多个灵敏体分部；其中，至少部分的灵敏体分部的形状和/或体积不同；通过全物理仿真确定灵敏体模型中每一灵敏体分部的灵敏度权重因子；利用蒙特卡罗仿真计算待分析高能粒子按照预设方向入射灵敏体模型后，在每一穿过的灵敏体分部中的沉积能量；根据待分析高能粒子在每一穿过的灵敏体分部中的沉积能量以及穿过的灵敏体分部对应的灵敏度权重因子进行加权求和，得到待分析高能粒子在本次入射中的总沉积能量；根据总沉积能量与灵敏体模型的能量阈值的大小关系，对待分析高能粒子进行单粒子效应分析，从而实现了对非平面的半导体器件的单粒子效应的分析模拟。

图6是本发明实施例提供的另一种单粒子效应分析方法的流程图，参考图6，单粒子效应分析方法包括：

S210、根据半导体器件的结构建立半导体器件的灵敏体模型，并将灵敏体模型划分为多个灵敏体分部；其中，至少部分的灵敏体分部的形状和/或体积不同。

S220、将灵敏体模型放置在蒙特卡罗仿真试验场内；分别向灵敏体模型中的每一灵敏体分部多次入射标定高能粒子，以获取到标定高能粒子在每一灵敏体分部中的多种粒子路径；其中，每次入射的标定高能粒子对应穿过一灵敏体分部。

具体的，对于灵敏体模型的高能粒子轰击，需要在蒙特卡罗仿真试验场内进行。将灵敏体模型放置在蒙特卡罗仿真试验场内，分别向灵敏体模型中的每一灵敏体分部均多次入射标定高能粒子。并记录每次入射时，标定高能粒子的完整径迹。其中，待分析高能粒子与标定高能粒子可以为相同的高能粒子，也可以为不同的高能粒子。这里的标定高能粒子指用于确定灵敏体分部的灵敏度权重因子的高能粒子。

蒙特卡罗仿真可以精准地设定粒子的径迹，也就可以精准控制每个灵敏体分部的沉积能量。控制每次入射的标定高能粒子对应穿过一个灵敏体分部，分别向灵敏体模型中的每一灵敏体分部多次入射标定高能粒子，从而获取到标定高能粒子在每一灵敏体分部中的多种粒子路径，即可以仿真出标定高能粒子在每个灵敏体分部的多种沉积能量。不同的粒子路径至少路径的长度不同，对于相同的标定高能粒子，在同一个灵敏体分部中，不同路径的长度对应的沉积能量不同。标定高能粒子在灵敏体分部的沉积能量与标定高能粒子在灵敏体分部中粒子路径的长度正相关。

S230、将每一灵敏体分部对应的标定高能粒子的全部粒子路径导入到TCAD器件仿真，通过TCAD器件仿真得到灵敏体模型上每一灵敏体分部的灵敏度权重因子。

具体的，TCAD(Technology Computer Aided Design，技术计算机辅助设计)仿真是半导体工艺模拟以及器件模拟工具，其中，TCAD器件仿真用于仿真半导体器件。将每一灵敏体分部对应的标定高能粒子的全部粒子路径导入到TCAD器件仿真后，再通过TCAD器件仿真得到灵敏体模型上每一灵敏体分部的灵敏度权重因子。即全物理仿真包括蒙特卡罗仿真和TCAD仿真。对于粒子径迹采用蒙特卡罗仿真，记录其完整径迹；将径迹导入TCAD器件仿真，得到器件的电学响应。与现有技术不同的是，在本实施例中仅在获取能量权重因子时采用到TCAD仿真，由于TCAD仿真费事费力，在本实施例中通过预先得到能量权重因子，避免了在后续的分析中仍要采用TCAD仿真，这极大的优化了本实施例中分析方法的实施效率。

可选的，将每一灵敏体分部对应的标定高能粒子的全部粒子路径导入到TCAD器件仿真，通过TCAD器件仿真得到灵敏体模型上每一灵敏体分部的灵敏度权重因子，具体包括：

通过TCAD器件仿真，获得每一灵敏体分部中每一粒子路径对应的器件电学响应；

根据每一灵敏体分部中每一粒子路径对应的器件电学响应，确定标定高能粒子在每一灵敏体分部发生单粒子效应的临界沉积能量；

根据灵敏体模型的能量阈值和标定高能粒子在每一灵敏体分部发生单粒子效应的临界沉积能量，确定每一灵敏体分部的灵敏度权重因子。

具体的，仿真中可以精准地设定粒子的径迹，也就可以精准控制每个部分的沉积能量，如此可以推导各部分的权重因子。方法比如，在其中一个沟道鳍灵敏体分部中沉积能量E

也就是说，要得到其中一灵敏体分部的灵敏度权重因子，可以先获得高能粒子该灵敏体分部的沉积能量E

而对于有效的总沉积能量E

其中，根据灵敏体模型的能量阈值E

E

其中，E

可选的，在通过蒙特卡罗仿真向灵敏体模型中的每一灵敏体分部多次入射高能粒子标定高能粒子时，可以入射相同的标定高能粒子，从而获取到相同的标定高能粒子在灵敏体分部中的多种粒子路径。再通过TCAD器件仿真，确定每一所述灵敏体分部对应的全部的粒子路径中发生单粒子效应的临界能量，并将其作为标定高能粒子在灵敏体分部发生单粒子效应的临界沉积能量。进而可以根据灵敏体模型的能量阈值和每一灵敏体分部发生单粒子效应的临界能量，确定每一灵敏体分部的灵敏度权重因子。由于相同的标定高能粒子在灵敏体分部的沉积能量与粒子路径的长度正相关，发生单粒子效应的粒子路径中，临界能量对应的粒子路径最短。

S240、利用蒙特卡罗仿真计算待分析高能粒子按照预设方向入射灵敏体模型后，在每一穿过的灵敏体分部中的沉积能量。

S250、根据待分析高能粒子在每一穿过的灵敏体分部中的沉积能量以及穿过的灵敏体分部对应的灵敏度权重因子进行加权求和，得到待分析高能粒子在本次入射中的总沉积能量。

S260、根据总沉积能量与灵敏体模型的能量阈值的大小关系，对待分析高能粒子进行单粒子效应分析。

本发明实施例提供的单粒子效应分析方法，在上述实施例的基础上，通过全物理仿真确定灵敏体模型中每一灵敏体分部的灵敏度权重因子，具体包括：将灵敏体模型放置在蒙特卡罗仿真试验场内；分别向灵敏体模型中的每一灵敏体分部多次入射标定高能粒子，以获取到标定高能粒子在每一灵敏体分部中的多种粒子路径；其中，每次入射的标定高能粒子对应穿过一灵敏体分部；将每一灵敏体分部对应的标定高能粒子的全部粒子路径导入到TCAD器件仿真，通过TCAD器件仿真得到灵敏体模型上每一灵敏体分部的灵敏度权重因子。即全物理仿真包括蒙特卡罗仿真和TCAD仿真，与现有技术不同的是，在本实施例中仅在获取能量权重因子时采用到TCAD仿真，由于TCAD仿真费事费力，在本实施例中通过预先得到能量权重因子，避免了在后续的分析中仍要采用TCAD仿真，这极大的优化了本实施例中分析方法的实施效率。

图7是本发明实施例提供的另一种单粒子效应分析方法的流程图，参考图7，单粒子效应分析方法包括：

S310、根据半导体器件的结构建立半导体器件的灵敏体模型，并将灵敏体模型划分为多个灵敏体分部；其中，至少部分的灵敏体分部的形状和/或体积不同。

S320、将灵敏体模型放置在蒙特卡罗仿真试验场内；分别向灵敏体模型中的每一灵敏体分部多次入射标定高能粒子，以获取到标定高能粒子在每一灵敏体分部中的多种粒子路径；其中，每次入射的标定高能粒子对应穿过一灵敏体分部。

S330、将每一灵敏体分部对应的标定高能粒子的全部粒子路径导入到TCAD器件仿真，通过TCAD器件仿真得到灵敏体模型上每一灵敏体分部的灵敏度权重因子。

S340、将灵敏体模型放置在蒙特卡罗仿真试验场内，向灵敏体模型入射待分析高能粒子，并获取到待分析高能粒子在灵敏体模型中的完整粒子路径。

S350、根据待分析高能粒子在灵敏体模型中的完整粒子路径，确定待分析高能粒子在灵敏体模型中穿过的灵敏体分部以及在每一灵敏体分部中的粒子径迹。

具体的，待分析高能粒子可以穿过一个灵敏体分部，也可以穿过多个灵敏体分部。这里对此不进行限定。当待分析高能粒子穿过多个灵敏体分部时，可以根据待分析高能粒子在灵敏体模型中的完整粒子路径，确定待分析高能粒子在灵敏体模型中穿过的灵敏体分部，进而确定出在每一灵敏体分部中对应的粒子径迹。示例性的，参考图5，待分析高能粒子穿过了两个灵敏体分部，分别为第一沟道鳍灵敏体分部21和衬底灵敏体分部10。根据待分析高能粒子在灵敏体模型中的完整粒子路径，可以确定出在第一沟道鳍灵敏体分部21中的粒子径迹L1和在衬底灵敏体分部10中的粒子径迹L2。

S360、根据待分析高能粒子在每一穿过的灵敏体分部中的粒子径迹，计算待分析高能粒子在每一穿过的灵敏体分部中的沉积能量。

具体的，待分析高能粒子在灵敏体分部的沉积能量近似与待分析高能粒子在灵敏体分部中粒子径迹的长度正相关。通过蒙特卡罗仿真，可以根据待分析高能粒子在每一穿过的灵敏体分部中的粒子径迹，计算出待分析高能粒子在每一穿过的灵敏体分部中的沉积能量。

S370、根据待分析高能粒子在每一穿过的灵敏体分部中的沉积能量以及穿过的灵敏体分部对应的灵敏度权重因子进行加权求和，得到待分析高能粒子在本次入射中的总沉积能量。

S380、根据总沉积能量与灵敏体模型的能量阈值的大小关系，对待分析高能粒子进行单粒子效应分析。

本发明实施例提供的单粒子效应分析方法，在上述实施例的基础上，利用蒙特卡罗仿真计算待分析高能粒子按照预设方向入射灵敏体模型后，在每一穿过的灵敏体分部中的沉积能量，具体包括：将灵敏体模型放置在蒙特卡罗仿真试验场内；向灵敏体模型入射待分析高能粒子，并获取到待分析高能粒子在灵敏体模型中的完整粒子路径；根据待分析高能粒子在灵敏体模型中的完整粒子路径，确定待分析高能粒子在灵敏体模型中穿过的灵敏体分部以及在每一灵敏体分部中的粒子径迹；其中，待分析高能粒子至少穿过一个灵敏体分部；根据待分析高能粒子在每一穿过的灵敏体分部中的粒子径迹，计算待分析高能粒子在每一穿过的灵敏体分部中的沉积能量。

在本发明的一个实施例中，可选的，单粒子效应分析方法还包括：

利用蒙特卡罗仿真模拟多个待分析高能粒子从相同或不同方向入射轰击新灵敏体模型；根据发生单粒子效应的待分析高能粒子数、待分析高能粒子总数、每一待分析高能粒子轰击的方向和每一高能粒子的能量，得到新灵敏体模型的单粒子效应规律和/或单粒子效应发生率。

具体的，在真实应用场景，当宇宙射线到达半导体器件时，是从各个方向都会入射的。目前地面重离子试验几乎都是垂直入射(但是受限于设备的加速能力)。本发明实施例通过仿真的方式，可以仿真多个待分析高能粒子从相同或从不同方向入射轰击新灵敏体模型。根据发生单粒子效应的待分析高能粒子数、待分析高能粒子总数、每一待分析高能粒子轰击的方向和每一高能粒子的能量，得到新灵敏体模型的单粒子效应规律和/或单粒子效应发生率。其中，全部的待分析高能粒子相同，或者，至少部分的待分析高能粒子不同。

例如，仿真种类、能量和角度中至少一项不同的多个重离子入射灵敏体模型，重离子总数为L个，统计单粒子效应发生的次数M，进而可以得到单粒子效应发生率M/L。或者，分析不同情况下，比如不同重离子种类、不同入射方向、不同能量、不同金属层，对单粒子效应的影响，获取单粒子效应规律性。另外，本发明实施例的分析方法还可以确定单粒子效应是否对粒子方向敏感。从某一预设方向随机入射重离子，确定出是否发生单粒子翻转。随机抽样重离子入射位置，统计此方向的翻转次数，得到该预设方向入射对单粒子效应的影响。换一个方向入射重离子，重复以上步骤，于是得到不同的入射方向对单粒子效应的影响。对于本发明中单粒子效应的分析方法的应用，这里不进行限定。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。