本發(fā)明涉及電力電子技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種電子器件大氣中子單粒子效應(yīng)預(yù)測方法及裝置。

背景技術(shù)：

大氣中存在由大量的輻射粒子組成的復(fù)雜輻射環(huán)境，這些輻射粒子主要由空間中存在的銀河宇宙射線和太陽拋射的太陽宇宙射線進入地球的中性大氣，并與中性大氣中的氮和氧發(fā)生交互作用而形成，主要包括中子、質(zhì)子、電子、γ射線、π介子以及μ介子等。

由于中子不帶電、穿透能力極強且大氣中含量高，中子入射航空電子系統(tǒng)、地面大型電子器件如超級計算機、基站、汽車電子以及服務(wù)器等引起的單粒子效應(yīng)成為威脅其安全工作的關(guān)鍵潛在因素，也就是說，大氣中子輻射至這些電子器件，可能會導(dǎo)致這些電子器件發(fā)生錯誤，即出現(xiàn)單子粒子效應(yīng)，單粒子效應(yīng)是指具有一定能量的單個粒子(包括重離子、質(zhì)子、中子等)在半導(dǎo)體器件中產(chǎn)生的效應(yīng)，包括單粒子翻轉(zhuǎn)、多位翻轉(zhuǎn)、單粒子鎖定、單粒子硬錯誤、單粒子功能中斷、單粒子燒毀、單粒子?xùn)糯┮约皢瘟Ｗ铀矐B(tài)脈沖等，也就是中子入射至半導(dǎo)體器件后半導(dǎo)體器件產(chǎn)生了錯誤，單粒子效應(yīng)可導(dǎo)致電器器件工作狀態(tài)異常，嚴(yán)重時可導(dǎo)致電器器件燒毀造成不安全后果，從而需要對電子器件進行大氣中子輻射環(huán)境的探測和單粒子效應(yīng)研究。

然而，現(xiàn)有的大氣中子單粒子效應(yīng)檢測的方法包括實驗和地面加速實驗，實驗是最直接的方法，但耗時長、效率低，地面加速實驗效率較高，但要求有對應(yīng)的加速實驗裝置，此類裝置成本高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

基于此，有必要針對現(xiàn)有單粒子效應(yīng)檢測過程中效率和成本不能同時保證的問題，有必要提供一種既效率高又能減少成本的電子器件大氣中子單粒子效應(yīng)預(yù)測方法及裝置。

一種電子器件大氣中子單粒子效應(yīng)預(yù)測方法，包括以下步驟：

獲取待檢測電子器件所處環(huán)境的大氣中子譜以及所述大氣中子譜的參考單位時間；

建立所述待檢測電子器件的三維模型，其中，所述待檢測電子器件的三維模型中包括靈敏區(qū)以及所述靈敏區(qū)的臨界電荷；

根據(jù)所述大氣中子譜對應(yīng)的大氣中子對所述待檢測器件的三維模型進行仿真實驗，獲取所述大氣中子入射至所述待檢測電子器件的三維模型，在所述待檢測電子器件的三維模型中產(chǎn)生的核反應(yīng)產(chǎn)物以及所述核反應(yīng)產(chǎn)物在所述靈敏區(qū)中的沉積能量；

根據(jù)所述沉積能量以及所述靈敏區(qū)的臨界電荷，獲取所述核反應(yīng)產(chǎn)物中所述沉積能量大于所述臨界電荷的核反應(yīng)產(chǎn)物效應(yīng)數(shù)量，其中，單個所述核反應(yīng)產(chǎn)物在所述靈敏區(qū)中的沉積能量大于所述臨界電荷對應(yīng)一次單粒子效應(yīng)；

根據(jù)所述參考時間單位以及所述核反應(yīng)產(chǎn)物效應(yīng)數(shù)量，獲取每所述參考單位時間內(nèi)所述待檢測電子器件發(fā)生單粒子效應(yīng)的次數(shù)，并將每所述參考單位時間內(nèi)所述待檢測電子器件發(fā)生單粒子效應(yīng)的次數(shù)作為所述待檢測電子器件單粒子效應(yīng)的預(yù)測結(jié)果；

根據(jù)所述預(yù)測結(jié)果，確定所述待檢測電子器件的安全等級。

本發(fā)明還提供一種電子器件大氣中子單粒子效應(yīng)預(yù)測裝置，包括：

獲取模塊，用于獲取待檢測電子器件所處環(huán)境的大氣中子譜以及所述大氣中子譜的參考單位時間；

模型建立模塊，用于建立所述待檢測電子器件的三維模型，其中，所述待檢測電子器件的三維模型中包括靈敏區(qū)以及所述靈敏區(qū)的臨界電荷；

能量獲取模塊，用于根據(jù)所述大氣中子譜對應(yīng)的大氣中子對所述待檢測器件的三維模型進行仿真實驗，獲取所述大氣中子入射至所述待檢測電子器件的三維模型，在所述待檢測電子器件的三維模型中產(chǎn)生的核反應(yīng)產(chǎn)物以及所述核反應(yīng)產(chǎn)物在所述靈敏區(qū)中的沉積能量；

單粒子效應(yīng)次數(shù)獲取模塊，用于根據(jù)所述沉積能量以及所述靈敏區(qū)的臨界電荷，獲取所述核反應(yīng)產(chǎn)物中所述沉積能量大于所述臨界電荷的核反應(yīng)產(chǎn)物效應(yīng)數(shù)量，其中，單個所述核反應(yīng)產(chǎn)物在所述靈敏區(qū)中的沉積能量大于所述臨界電荷對應(yīng)一次單粒子效應(yīng)；

預(yù)測結(jié)果獲取模塊，用于根據(jù)所述參考時間單位以及所述核反應(yīng)產(chǎn)物效應(yīng)數(shù)量，獲取每所述參考單位時間內(nèi)所述待檢測電子器件發(fā)生單粒子效應(yīng)的次數(shù)，并將每所述參考單位時間內(nèi)所述待檢測電子器件發(fā)生單粒子效應(yīng)的次數(shù)作為所述待檢測電子器件單粒子效應(yīng)的預(yù)測結(jié)果；

安全等級確定模塊，用于根據(jù)所述預(yù)測結(jié)果，確定所述待檢測電子器件的安全等級。

上述電子器件大氣中子單粒子效應(yīng)預(yù)測方法及裝置，首先，獲取待檢測電子器件所處環(huán)境的大氣中子譜以及大氣中子譜的參考單位時間，建立待檢測電子器件的三維模型，根據(jù)大氣中子譜對應(yīng)的大氣中子對待檢測器件的三維模型進行仿真實驗，獲取核反應(yīng)產(chǎn)物在靈敏區(qū)中的沉積能量，再獲取核反應(yīng)產(chǎn)物效應(yīng)數(shù)量，根據(jù)參考時間單位以及核反應(yīng)產(chǎn)物效應(yīng)數(shù)量，獲取每參考單位時間內(nèi)待檢測電子器件發(fā)生單粒子效應(yīng)的次數(shù)，即獲得待檢測電子器件單粒子效應(yīng)的預(yù)測結(jié)果，根據(jù)預(yù)測結(jié)果，確定待檢測電子器件的安全等級。也就是說，只需建立待檢測電子器件的三維模型，通過將大氣中子入射至待檢測電子器件的三維模型進行單粒子效應(yīng)模擬實驗即可獲取到核反應(yīng)產(chǎn)物在靈敏區(qū)的沉積能量，根據(jù)靈敏區(qū)的沉積能量獲取核反應(yīng)產(chǎn)物效應(yīng)數(shù)量，根據(jù)核反應(yīng)產(chǎn)物效應(yīng)數(shù)量以及參考單位時間獲取預(yù)測結(jié)果，整個單粒子效應(yīng)檢測過程無需使用實測實驗，即無需花費大量時間進行實測實驗可實現(xiàn)檢測，提高檢測效率，且無需利用大氣中子地面加速實驗裝置即可實現(xiàn)單粒子效應(yīng)檢測，即無需花費大量成本即可實現(xiàn)檢測，成本低。

附圖說明

圖1為一實施例的電子器件大氣中子單粒子效應(yīng)預(yù)測方法的流程圖；

圖2為待檢測電子器件三維模型圖；

圖3為另一實施例的電子器件大氣中子單粒子效應(yīng)預(yù)測方法中獲取靈敏區(qū)的參數(shù)的子流程圖；

圖4為單粒子效應(yīng)截面與線性能量轉(zhuǎn)移值之間的關(guān)系圖；

圖5為另一實施例的電子器件大氣中子單粒子效應(yīng)預(yù)測方法中獲取靈敏區(qū)的參數(shù)的子流程圖；

圖6為一實施例的電子器件大氣中子單粒子效應(yīng)預(yù)測裝置的模塊圖；

圖7為另一實施例的電子器件大氣中子單粒子效應(yīng)預(yù)測裝置的模塊圖；

圖8為另一實施例的電子器件大氣中子單粒子效應(yīng)預(yù)測裝置中參數(shù)獲取模塊的子模塊圖；

圖9為另一實施例的電子器件大氣中子單粒子效應(yīng)預(yù)測裝置中參數(shù)獲取模塊的子模塊圖。

具體實施方式

請參閱圖1，提供一種實施例的電子器件大氣中子單粒子效應(yīng)預(yù)測方法，包括以下步驟：

S110：獲取待檢測電子器件所處環(huán)境的大氣中子譜以及大氣中子譜的參考單位時間。

在大氣中存在各種輻射粒子，其中，大氣中子在大氣中含量較高，大氣中子輻射到電子器件對電子器件，可能會導(dǎo)致電子器件發(fā)生錯誤，即發(fā)生單粒子效應(yīng)，從而，有必要對電子器件進行單粒子效應(yīng)研究。首先，獲取待檢測電子器件所處環(huán)境的大氣中子譜以及大氣中子譜的參考單位時間，其中，大氣中子譜表示大氣中子的通量-能量譜，即大氣中子譜的橫坐標(biāo)為中子能量，縱坐標(biāo)為大氣中子的通量(每參考單位時間內(nèi)通過的中子數(shù)量)。具體地，根據(jù)待檢測電子設(shè)備所在環(huán)境的經(jīng)緯度、海拔以及太陽活動等參數(shù)確定大氣中子譜，可通過Space Radiation(空間輻射環(huán)境及效應(yīng)分析)軟件計算得到大氣中子譜。可以理解，也可通過其他模型、工具或?qū)崪y數(shù)據(jù)等方式計算得到待檢測電子器件所處環(huán)境的大氣中子譜。獲取大氣中子譜的參考單位時間，也就是說為后續(xù)單粒子效應(yīng)檢測模擬實驗提供實驗時間，即當(dāng)采用上述大氣中子譜對應(yīng)的大氣中子輻射待檢測電子器件參考單位時間，可實現(xiàn)待檢測電氣器件在參考單位時間內(nèi)的單粒子效應(yīng)檢測。例如，當(dāng)參考單位時間為1分鐘，則待檢測電子器件的單粒子效應(yīng)檢測為1分鐘內(nèi)待檢測電子器件發(fā)生單粒子效應(yīng)的次數(shù)，當(dāng)參考時間為1小時，則待檢測電子器件的單粒子效應(yīng)檢測為小時內(nèi)待檢測電子器件發(fā)生單粒子效應(yīng)的次數(shù)。

S120：建立待檢測電子器件的三維模型。

其中，待檢測電子器件的三維模型中包括靈敏區(qū)以及靈敏區(qū)的臨界電荷。對于實體的待檢測電子器件而言，大氣中子入射時可能導(dǎo)致單粒子效應(yīng)，在進行單粒子效應(yīng)檢測時，需要對待檢測電子器件建立三維模型，以模擬實體的待檢測器件，通過模擬待檢測電子器件所處環(huán)境的大氣中子譜，對待檢測電子器件的三維模型進行中子輻射實驗，以檢測待檢測電子器件的單粒子效應(yīng)。

S130：根據(jù)大氣中子譜對應(yīng)的大氣中子對待檢測器件的三維模型進行仿真實驗，獲取大氣中子入射至待檢測電子器件的三維模型，在待檢測電子器件的三維模型中產(chǎn)生的核反應(yīng)產(chǎn)物以及核反應(yīng)產(chǎn)物在靈敏區(qū)中的沉積能量。

通過將大氣中子譜對應(yīng)的大氣中子入射至待檢測電子器件的三維模型進行模擬實驗，大氣中子譜對應(yīng)的大氣中子入射至待檢測電子器件的三維模型后，由于中子核反應(yīng)會產(chǎn)生相應(yīng)的核反應(yīng)產(chǎn)物，核反應(yīng)產(chǎn)物的部分或全部能量沉積在靈敏區(qū)。也就是說，大氣中子入射至待檢測電子器件的三維模型進行模擬時間后，可獲得在待檢測電子器件的模型中產(chǎn)生的核反應(yīng)產(chǎn)物以及核反應(yīng)產(chǎn)物在靈敏區(qū)中的沉積能量。具體地，根據(jù)大氣中子譜對應(yīng)的大氣中子對待檢測器件的三維模型進行參考單位時間的仿真實驗，即將大氣中子入射至待檢測電子器件參考單位時間進行單粒子效應(yīng)檢測，獲取大氣中子入射至待檢測電子器件的三維模型，參考單位時間內(nèi)在待檢測電子器件的模型中產(chǎn)生的核反應(yīng)產(chǎn)物以及核反應(yīng)產(chǎn)物在靈敏區(qū)中的沉積能量。在本實施例中，通過中子輸運仿真工具，例如Geant4(是歐洲核子中心主導(dǎo)開發(fā)用于精確模擬粒子在介質(zhì)中輸運過程的數(shù)值計算軟件工具)、MCNP(Monte Carlo N Particle Transport Code，是由美國洛斯阿拉莫斯國家實驗室(LosAlamos National Laboratory)開發(fā)的基于蒙特卡羅方法的用于計算三維復(fù)雜幾何結(jié)構(gòu)中的中子、光子、電子或者耦合中子/光子/電子輸運問題的通用軟件工具)等進行上述仿真實驗。

S140：根據(jù)沉積能量以及靈敏區(qū)的臨界電荷，獲取核反應(yīng)產(chǎn)物中沉積能量大于臨界電荷的核反應(yīng)產(chǎn)物效應(yīng)數(shù)量。

其中，單個核反應(yīng)產(chǎn)物在靈敏區(qū)中的沉積能量大于臨界電荷對應(yīng)一次單粒子效應(yīng)。也就是說，通過檢測大氣中子產(chǎn)生的核反應(yīng)產(chǎn)物中沉積能量大于臨界電荷的數(shù)量，即核反應(yīng)產(chǎn)物效應(yīng)數(shù)量，以獲取發(fā)生單粒子效應(yīng)的次數(shù)。例如，有m(大于0的正整數(shù))個核反應(yīng)產(chǎn)物沉積在靈敏區(qū)的沉積能量大于臨界電荷，即有m個核反應(yīng)產(chǎn)物效應(yīng)數(shù)量。

S150：根據(jù)參考時間單位以及核反應(yīng)產(chǎn)物效應(yīng)數(shù)量，獲取每參考單位時間內(nèi)待檢測電子器件發(fā)生單粒子效應(yīng)的次數(shù)，并將每參考單位時間內(nèi)待檢測電子器件發(fā)生單粒子效應(yīng)的次數(shù)作為待檢測電子器件單粒子效應(yīng)的預(yù)測結(jié)果。

由于上述輻射實驗是基于參考單位時間對待檢測電子器件進行大氣中子入射單粒子效應(yīng)檢測的，獲得上述核反應(yīng)產(chǎn)物效應(yīng)數(shù)量后，也就是知道在參考單位時間內(nèi)產(chǎn)生單粒子效應(yīng)的次數(shù)。

具體地，大氣中子譜的通量為每1小時通過n(大于0的正整數(shù))個大氣中子數(shù)量，將該大氣中子譜對應(yīng)的大氣中子入射至待檢測電子器件進行1小時單粒子效應(yīng)檢測，也就是說將1小時內(nèi)n個大氣中子入射到待檢測電氣器件進行實驗檢測，大氣中子可能會對待檢測電子器件造成單粒子效應(yīng)，通過大氣中子入射至待檢測電子器件后產(chǎn)生的核反應(yīng)產(chǎn)物在靈敏區(qū)的沉積能量以及靈敏區(qū)的臨界電荷，獲取核反應(yīng)產(chǎn)物效應(yīng)數(shù)量，比如，得到m個核反應(yīng)產(chǎn)物效應(yīng)數(shù)量，則可知待檢測電子器件單粒子效應(yīng)的預(yù)測結(jié)果為每小時發(fā)生了m次單粒子效應(yīng)，也就是說知道在1小時內(nèi)待檢測電子器件發(fā)生單粒子效應(yīng)的次數(shù)，實現(xiàn)待檢測電子器件的單粒子效應(yīng)檢測。

S160：根據(jù)預(yù)測結(jié)果，確定待檢測電子器件的安全等級。

通過對待檢測電子器件的單粒子效應(yīng)的檢測獲得預(yù)測結(jié)果，可用于評價待檢測電子器件在其所處環(huán)境下的輻射可靠性，也就是說，根據(jù)預(yù)測結(jié)果，可確定待檢測電子器件的安全等級，以確保待檢測電子器件安全運行。具體地，由于預(yù)測結(jié)果為每參考單位時間內(nèi)發(fā)生單粒子效應(yīng)的次數(shù)，電子器件發(fā)生單粒子效應(yīng)即是電子器件發(fā)生的錯誤，也就是說，發(fā)生的單粒子效應(yīng)次數(shù)越少，電子器件發(fā)生的錯誤越少，也就越安全，從而，用戶可根據(jù)安全等級決定是否再繼續(xù)使用電子器件，提高安全。

上述電子器件大氣中子單粒子效應(yīng)預(yù)測方法，首先，獲取待檢測電子器件所處環(huán)境的大氣中子譜以及大氣中子譜的參考單位時間，建立待檢測電子器件的三維模型，根據(jù)大氣中子譜對應(yīng)的大氣中子對待檢測器件的三維模型進行仿真實驗，獲取核反應(yīng)產(chǎn)物在靈敏區(qū)中的沉積能量，再獲取核反應(yīng)產(chǎn)物效應(yīng)數(shù)量，根據(jù)參考時間單位以及核反應(yīng)產(chǎn)物效應(yīng)數(shù)量，獲取每參考單位時間內(nèi)待檢測電子器件發(fā)生單粒子效應(yīng)的次數(shù)，即獲得待檢測電子器件單粒子效應(yīng)的預(yù)測結(jié)果，根據(jù)預(yù)測結(jié)果，確定待檢測電子器件的安全等級。也就是說，上述電子器件大氣中子單粒子效應(yīng)預(yù)測方法，只需建立待檢測電子器件的三維模型，通過將大氣中子入射至待檢測電子器件的三維模型進行單粒子效應(yīng)實驗即可獲取到核反應(yīng)產(chǎn)物在靈敏區(qū)的沉積能量，根據(jù)靈敏區(qū)的沉積能量獲取核反應(yīng)產(chǎn)物效應(yīng)數(shù)量，根據(jù)核反應(yīng)產(chǎn)物效應(yīng)數(shù)量以及參考單位時間獲取預(yù)測結(jié)果，整個單粒子效應(yīng)檢測過程無需使用實測實驗，即無需花費大量時間進行實測實驗可實現(xiàn)檢測，提高檢測效率，且無需利用大氣中子地面加速實驗裝置即可實現(xiàn)單粒子效應(yīng)檢測，即無需花費大量成本即可實現(xiàn)檢測，成本低。

在其中一個實施例中，建立待檢測電子器件的三維模型的步驟S120包括：獲取待檢測電子器件的表層金屬布線參數(shù)、靈敏區(qū)參數(shù)、埋氧層參數(shù)以及襯底層參數(shù)；根據(jù)待檢測電子器件的表層金屬布線參數(shù)、靈敏區(qū)參數(shù)、埋氧層參數(shù)以及襯底層參數(shù)建立待檢測電子器件的三維模型。

對于待檢測電子器件，依次包括表層金屬布線、靈敏區(qū)、埋氧層以及襯底層，從而，通過獲取表層金屬布線參數(shù)(包括表層金屬布線的厚度等)、靈敏區(qū)參數(shù)、埋氧層參數(shù)(埋氧層的厚度等)以及襯底層參數(shù)(襯底層的厚度等)，可以依次建立待檢測電子器件的表層金屬布線、靈敏區(qū)、埋氧層以及襯底層的三維模型，從而建立起待檢測電子器件的三維模型，如圖2所示，待檢測電子器件的三維模型依次包括表層金屬布線層、靈敏區(qū)、埋氧層以及襯底層。其中，靈敏區(qū)參數(shù)包括靈敏區(qū)的長度、寬度和厚度以及靈敏區(qū)的臨界電荷。進一步地，待檢測電子器件在靈敏區(qū)靠近表層金屬布線的一側(cè)還設(shè)有介質(zhì)層，例如，二氧化硅層，在進行三維建模時，還需獲取介質(zhì)層參數(shù)，即介質(zhì)層厚度以及介質(zhì)層材料成分等，根據(jù)待檢測電子器件的表層金屬布線參數(shù)、介質(zhì)層參數(shù)、靈敏區(qū)參數(shù)、埋氧層參數(shù)以及襯底層參數(shù)建立待檢測電子器件的三維模型。在本實施例中，可通過制造工藝或反向分析獲得金屬布線的厚度以及介質(zhì)層的厚度、材料成份等?？赏ㄟ^地面重離子加速器輻照實驗獲靈敏區(qū)參數(shù)得，埋氧層參數(shù)以及襯底層參數(shù)可通過制造工藝或反向分析獲得。

請參閱圖3，在其中一個實施例中，獲取靈敏區(qū)參數(shù)包括步驟：

S301：獲取靈敏區(qū)的材料密度以及待檢測電子器件的耗盡區(qū)的厚度或阱區(qū)的深度，將待檢測電子器件的耗盡區(qū)的厚度或阱區(qū)的深度作為靈敏區(qū)的厚度。

對于半導(dǎo)體電子器件，包括有耗盡區(qū)和阱區(qū)，例如CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互補金屬氧化物半導(dǎo)體)反向器是一種半導(dǎo)體電子器件。在本實施例中，待檢測電子器件包括耗盡區(qū)和阱區(qū)，通過獲取待檢測電子器件的耗盡區(qū)的厚度或阱區(qū)的深度，將待檢測電子器件的耗盡區(qū)的厚度或阱區(qū)的深度作為靈敏區(qū)的厚度，從而實現(xiàn)靈敏區(qū)參數(shù)中靈敏區(qū)的厚度的獲取。

S302：獲取待檢測電子器件在重離子加速器輻照下的單粒子效應(yīng)截面與線性能量轉(zhuǎn)移值的數(shù)據(jù)對。

即預(yù)先通過地面重離子加速器輻照實驗可得到待檢測電子器件的單粒子效應(yīng)截面與線性能量轉(zhuǎn)移值的數(shù)據(jù)對，也就是說這些數(shù)據(jù)對是可通過預(yù)先實驗得到，然后對其進行獲取即可，在進行本實施例中的單粒子效應(yīng)檢測時無需進行實驗，提高效率。具體地，將待檢測器件暴露在重離子加速器輻照環(huán)境下，用于模擬待檢測器件被使用的輻射環(huán)境，例如，空間飛行器的空間輻射環(huán)境。通過將待檢測器件暴露在重離子加速器輻照環(huán)境下，能夠獲取待檢測器件在輻射環(huán)境下的單粒子效應(yīng)截面與線性能量轉(zhuǎn)移值的數(shù)據(jù)對。

S303：通過韋伯?dāng)M合對預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)對進行擬合，獲得韋伯?dāng)M合曲線。

S304：根據(jù)韋伯?dāng)M合曲線，獲取線性能量轉(zhuǎn)移閾值以及飽和截面。

S305：根據(jù)飽和截面，獲取靈敏區(qū)的長度和寬度。

S306：根據(jù)線性能量轉(zhuǎn)移閾值、靈敏區(qū)的材料密度以及靈敏區(qū)的厚度，獲取臨界電荷。

上述獲得的預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)對是離散的數(shù)據(jù)點，通過對這些離散的數(shù)據(jù)對進行擬合可得到與這些數(shù)據(jù)對較為接近的擬合曲線。在本實施例中，通過韋伯?dāng)M合方法對這些預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)對進行擬合。具體擬合過程如下：

首先，設(shè)置韋伯?dāng)M合曲線的第一擬合參數(shù)、第二擬合參數(shù)、第三擬合參數(shù)以及第四擬合參數(shù)，根據(jù)第一擬合參數(shù)、第二擬合參數(shù)、第三擬合參數(shù)以及第四擬合參數(shù)，建立初始韋伯?dāng)M合曲線。建立初始韋伯?dāng)M合曲線的公式具體如下：

σ(LET)＝σ_sat(1-exp{-[(LET-LET_th)/W]^S})。

其中，σ(LET)為初始韋伯?dāng)M合曲線的因變量，即單粒子效應(yīng)截面，σ_sat為第一擬合參數(shù)，LET為初始韋伯?dāng)M合曲線的自變量，即線性能量轉(zhuǎn)移值，LET_th為第二擬合參數(shù)，W為第三擬合參數(shù)，S為第四擬合參數(shù)。其中，第一擬合參數(shù)對應(yīng)單粒子效應(yīng)檢測過程中待檢測電子器件的靈敏區(qū)的飽和截面，第二擬合參數(shù)對應(yīng)線性能量轉(zhuǎn)移閾值，也就是說，對初始韋伯?dāng)M合曲線中參數(shù)進行求解獲知第一擬合參數(shù)和第二擬合參數(shù)后即可知靈敏區(qū)的飽和截面和線性能量轉(zhuǎn)移閾值。

在建立初始韋伯?dāng)M合曲線后，根據(jù)預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)對，計算第一擬合參數(shù)的值、第二擬合參數(shù)的值、第三擬合參數(shù)的值以及第四擬合參數(shù)的值，即初始韋伯?dāng)M合曲線中的四個擬合參數(shù)的值均獲知。再根據(jù)第一擬合參數(shù)的值、第二擬合參數(shù)的值、第三擬合參數(shù)的值以及第四擬合參數(shù)的值，獲得韋伯?dāng)M合曲線，如圖4所示，為單粒子效應(yīng)截面與線性能量轉(zhuǎn)移值的關(guān)系圖，圖4中的曲線即為韋伯?dāng)M合曲線，離散的數(shù)據(jù)點對應(yīng)預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)對，曲線的縱坐標(biāo)為單粒子效應(yīng)截面，橫坐標(biāo)為線性能量轉(zhuǎn)移值。

也就是將第一擬合參數(shù)的值、第二擬合參數(shù)的值、第三擬合參數(shù)的值以及第四擬合參數(shù)的值代入到初始韋伯?dāng)M合曲線中獲得韋伯?dāng)M合曲線。根據(jù)韋伯?dāng)M合曲線中的第一擬合參數(shù)的值可獲知靈敏區(qū)的飽和截面，根據(jù)第二擬合參數(shù)的值即可獲知線性能量轉(zhuǎn)移閾值。然后在根據(jù)飽和截面，獲取靈敏區(qū)的長度和寬度，根據(jù)線性能量轉(zhuǎn)移閾值、靈敏區(qū)的材料密度以及靈敏區(qū)的厚度，獲取臨界電荷。

請參閱圖5，在另外一個實施例中，獲取靈敏區(qū)參數(shù)包括步驟：

S501：獲取預(yù)先設(shè)置的至少兩個預(yù)設(shè)厚度以及靈敏區(qū)的材料密度，將預(yù)先設(shè)置的各預(yù)設(shè)厚度分別作為靈敏區(qū)的初始厚度。

S502：獲取待檢測電子器件在重離子加速器輻照下的單粒子效應(yīng)截面與線性能量轉(zhuǎn)移值的數(shù)據(jù)對。

S503：通過韋伯?dāng)M合對預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)對進行擬合，獲得韋伯?dāng)M合曲線。

S504：根據(jù)韋伯?dāng)M合曲線，獲取線性能量轉(zhuǎn)移閾值以及飽和截面。

S505：根據(jù)飽和截面，獲取靈敏區(qū)的長度和寬度。

S506：根據(jù)線性能量轉(zhuǎn)移閾值、靈敏區(qū)的材料密度以及每個靈敏區(qū)的初始厚度，獲取至少兩個初始臨界電荷。

其中，初始臨界電荷的數(shù)量與靈敏區(qū)的初始厚度的數(shù)量相同。也就是說，由于初始臨界電荷需要根據(jù)靈敏區(qū)的初始厚度計算得到，從而獲取有多少個初始厚度，對應(yīng)計算多少個初始臨界電荷。

S507：根據(jù)待檢測電子器件的表層金屬布線參數(shù)、靈敏區(qū)的長度和寬度、埋氧層參數(shù)、襯底層參數(shù)、每個靈敏區(qū)的初始厚度以及與靈敏區(qū)的初始厚度對應(yīng)的每個初始臨界電荷建立至少兩個待檢測電子器件的初始三維模型。

其中，待檢測電子器件的初始三維模型的數(shù)量與靈敏區(qū)的初始厚度的數(shù)量相同。由于靈敏區(qū)的初始厚度的數(shù)量有多個，根據(jù)靈敏區(qū)的多個初始厚度對應(yīng)可獲得多個臨界電荷，從而對應(yīng)建立多個待檢測電子器件的初始三維模型。在本實施例中，得到多個待檢測電子器件的初始三維模型后，對待檢測電子器件的每個初始三維模型進行單粒子效應(yīng)檢測，可得到與預(yù)先設(shè)置的預(yù)設(shè)厚度的數(shù)量相同個數(shù)的初始預(yù)測結(jié)果，也就是說，對于單個待檢測電子器件，建立至少兩個初始三維模型，可對應(yīng)得到至少兩個初始預(yù)測結(jié)果。

S508：根據(jù)大氣中子譜對應(yīng)的大氣中子分別對每個待檢測器件的初始三維模型進行仿真實驗，獲取大氣中子入射至每個待檢測電子器件的初始三維模型，在每個待檢測電子器件的初始三維模型中產(chǎn)生的初始核反應(yīng)產(chǎn)物以及初始核反應(yīng)產(chǎn)物在靈敏區(qū)中的初始沉積能量。

對每個初始三維模型進行大氣中子入射實驗，單個初始三維模型可對應(yīng)得到一組初始核反應(yīng)產(chǎn)物以及初始核反應(yīng)產(chǎn)物在靈敏區(qū)中的初始沉積能量，從而，可得到至少兩組初始核反應(yīng)產(chǎn)物以及兩組初始核反應(yīng)產(chǎn)物分別在靈敏區(qū)中的初始沉積能量。

S509：根據(jù)各沉積能量以及各初始臨界電荷，獲取每個初始三維初始模型對應(yīng)的初始核反應(yīng)產(chǎn)物中初始沉積能量大于對應(yīng)的初始臨界電荷的初始核反應(yīng)產(chǎn)物數(shù)量。

其中，單個初始核反應(yīng)產(chǎn)物在靈敏區(qū)中的初始沉積能量大于初始臨界電荷對應(yīng)一次單粒子效應(yīng)。

S510：根據(jù)參考時間單位以及每個初始三維初始模型對應(yīng)的初始核反應(yīng)產(chǎn)物數(shù)量，獲取每參考單位時間內(nèi)各初始三維初始模型對應(yīng)的待檢測電子器件發(fā)生單粒子效應(yīng)的初始次數(shù)。

S511：將每參考單位時間內(nèi)待檢測電子器件發(fā)生單粒子效應(yīng)的各初始次數(shù)分別對應(yīng)作為待檢測電子器件單粒子效應(yīng)的初始預(yù)測結(jié)果，獲得至少兩個初始預(yù)測結(jié)果。

其中，初始預(yù)測結(jié)果的數(shù)量與預(yù)設(shè)厚度的數(shù)量相同。

S512：獲取預(yù)設(shè)結(jié)果。

S513：將待檢測電子器件單粒子效應(yīng)的各初始預(yù)測結(jié)果分別與預(yù)設(shè)結(jié)果進行比較，將各初始預(yù)測結(jié)果中與預(yù)設(shè)結(jié)果誤差最小的初始預(yù)測結(jié)果對應(yīng)的預(yù)設(shè)厚度作為靈敏區(qū)的厚度。

預(yù)設(shè)結(jié)果是預(yù)先通過實測實驗進行單粒子效應(yīng)檢測得到的，也就是說預(yù)設(shè)結(jié)果是通過實測試驗已獲得的結(jié)果。由于得到的各初始預(yù)測結(jié)果的準(zhǔn)確度不盡相同，需要在這些初始預(yù)測結(jié)果中選擇最佳初始預(yù)測結(jié)果對應(yīng)的初始厚度作為靈敏區(qū)的厚度，也就是說，在本實施例中，是通過預(yù)先設(shè)置一系列的預(yù)設(shè)厚度作為靈敏區(qū)的初始厚度，然后再根據(jù)靈敏區(qū)的初始厚度對應(yīng)的每個初始預(yù)測結(jié)果以及預(yù)設(shè)結(jié)果來確定哪個初始預(yù)測結(jié)果是最佳的，選擇最佳的初始預(yù)測結(jié)果果對應(yīng)的初始厚度作為靈敏區(qū)的厚度。由于選擇的最佳的初始預(yù)測結(jié)果是與預(yù)設(shè)結(jié)果誤差最小的，根據(jù)該初始預(yù)測結(jié)果可準(zhǔn)確地確定靈敏區(qū)的厚度，提高后續(xù)單粒子效應(yīng)預(yù)測準(zhǔn)確性。

在其中一個實施例中，靈敏區(qū)的長度和寬度均為飽和截面的平方根。

獲取臨界電荷的公式具體為：

其中，Q_c為臨界電荷，LET_th為線性能量轉(zhuǎn)移閾值，ρ_Si為靈敏區(qū)的材料密度，z為靈敏區(qū)的厚度。

也就是說，將待檢測電子器件的耗盡區(qū)的厚度或阱區(qū)的深度作為靈敏區(qū)的厚度時，此處的z即為檢測電子器件的耗盡區(qū)的厚度或阱區(qū)的深度。又或者，是通過在預(yù)先設(shè)置的至少兩個厚度中的任意一個厚度，根據(jù)每個厚度進行臨界電荷的計算，可得到至少兩個臨界電荷，臨界電荷的數(shù)量與厚度的數(shù)量相同。另外，獲取初始臨界電荷的公式與上述獲取臨界電荷的公式類似，不同點在于獲取初始臨界電荷時將上述公式中等式右邊的靈敏區(qū)的厚度z替換為靈敏區(qū)的初始厚度。

請參閱圖6，還提供一實施例的電子器件大氣中子單粒子效應(yīng)預(yù)測裝置，包括：

獲取模塊610，用于獲取待檢測電子器件所處環(huán)境的大氣中子譜以及大氣中子譜的參考單位時間。

在大氣中存在各種輻射粒子，其中，大氣中子在大氣中含量較高，大氣中子輻射到電子器件對電子器件，可能會導(dǎo)致電子器件發(fā)生錯誤，即發(fā)生單粒子效應(yīng)，從而，有必要對電子器件進行單粒子效應(yīng)研究。首先，獲取待檢測電子器件所處環(huán)境的大氣中子譜以及大氣中子譜的參考單位時間，其中，大氣中子譜表示大氣中子的通量-能量譜，即大氣中子譜的橫坐標(biāo)為中子能量，縱坐標(biāo)為大氣中子的通量(每參考單位時間內(nèi)通過的中子數(shù)量)。具體地，根據(jù)待檢測電子設(shè)備所在環(huán)境的經(jīng)緯度、海拔以及太陽活動等參數(shù)確定大氣中子譜，可通過Space Radiation(空間輻射環(huán)境及效應(yīng)分析)軟件計算得到大氣中子譜。可以理解，也可通過其他模型、工具或?qū)崪y數(shù)據(jù)等方式計算得到待檢測電子器件所處環(huán)境的大氣中子譜。獲取大氣中子譜的參考單位時間，也就是說為后續(xù)單粒子效應(yīng)檢測模擬實驗提供實驗時間，即當(dāng)采用上述大氣中子譜對應(yīng)的大氣中子輻射待檢測電子器件參考單位時間，可實現(xiàn)待檢測電氣器件在參考單位時間內(nèi)的單粒子效應(yīng)檢測。例如，當(dāng)參考單位時間為1分鐘，則待檢測電子器件的單粒子效應(yīng)檢測為1分鐘內(nèi)待檢測電子器件發(fā)生單粒子效應(yīng)的次數(shù)，當(dāng)參考時間為1小時，則待檢測電子器件的單粒子效應(yīng)檢測為小時內(nèi)待檢測電子器件發(fā)生單粒子效應(yīng)的次數(shù)。

模型建立模塊620，用于建立待檢測電子器件的三維模型。

其中，待檢測電子器件的三維模型中包括靈敏區(qū)以及靈敏區(qū)的臨界電荷。對于實體的待檢測電子器件而言，大氣中子入射時可能導(dǎo)致單粒子效應(yīng)，在進行單粒子效應(yīng)檢測時，需要對待檢測電子器件建立三維模型，以模擬實體的待檢測器件，通過模擬待檢測電子器件所處環(huán)境的大氣中子譜，對待檢測電子器件的三維模型進行中子輻射實驗，以檢測待檢測電子器件的單粒子效應(yīng)。

能量獲取模塊630，用于根據(jù)大氣中子譜對應(yīng)的大氣中子對待檢測器件的三維模型進行仿真實驗，獲取大氣中子入射至待檢測電子器件的三維模型，在待檢測電子器件的三維模型中產(chǎn)生的核反應(yīng)產(chǎn)物以及核反應(yīng)產(chǎn)物在靈敏區(qū)中的沉積能量。

通過將大氣中子譜對應(yīng)的大氣中子入射至待檢測電子器件的三維模型進行模擬實驗，大氣中子譜對應(yīng)的大氣中子入射至待檢測電子器件的三維模型后，由于中子核反應(yīng)會產(chǎn)生相應(yīng)的核反應(yīng)產(chǎn)物，核反應(yīng)產(chǎn)物的部分或全部能量沉積在靈敏區(qū)。也就是說，大氣中子入射至待檢測電子器件的三維模型進行模擬時間后，可獲得在待檢測電子器件的模型中產(chǎn)生的核反應(yīng)產(chǎn)物以及核反應(yīng)產(chǎn)物在靈敏區(qū)中的沉積能量。具體地，根據(jù)大氣中子譜對應(yīng)的大氣中子對待檢測器件的三維模型進行參考單位時間的仿真實驗，即將大氣中子入射至待檢測電子器件參考單位時間進行單粒子效應(yīng)檢測，獲取大氣中子入射至待檢測電子器件的三維模型，參考單位時間內(nèi)在待檢測電子器件的模型中產(chǎn)生的核反應(yīng)產(chǎn)物以及核反應(yīng)產(chǎn)物在靈敏區(qū)中的沉積能量。

單粒子效應(yīng)次數(shù)獲取模塊640，用于根據(jù)沉積能量以及靈敏區(qū)的臨界電荷，獲取核反應(yīng)產(chǎn)物中沉積能量大于臨界電荷的核反應(yīng)產(chǎn)物效應(yīng)數(shù)量。

其中，單個核反應(yīng)產(chǎn)物在靈敏區(qū)中的沉積能量大于臨界電荷對應(yīng)一次單粒子效應(yīng)。也就是說，通過檢測大氣中子產(chǎn)生的核反應(yīng)產(chǎn)物中沉積能量大于臨界電荷的數(shù)量，即核反應(yīng)產(chǎn)物效應(yīng)數(shù)量，以獲取發(fā)生單粒子效應(yīng)的次數(shù)。例如，有m(大于0的正整數(shù))個核反應(yīng)產(chǎn)物沉積在靈敏區(qū)的沉積能量大于臨界電荷，即有m個核反應(yīng)產(chǎn)物效應(yīng)數(shù)量。

預(yù)測結(jié)果獲取模塊650，用于根據(jù)參考時間單位以及核反應(yīng)產(chǎn)物效應(yīng)數(shù)量，獲取每參考單位時間內(nèi)待檢測電子器件發(fā)生單粒子效應(yīng)的次數(shù)，并將每參考單位時間內(nèi)待檢測電子器件發(fā)生單粒子效應(yīng)的次數(shù)作為待檢測電子器件單粒子效應(yīng)的預(yù)測結(jié)果。

由于上述輻射實驗是基于參考單位時間對待檢測電子器件進行大氣中子入射單粒子效應(yīng)檢測的，獲得上述核反應(yīng)產(chǎn)物效應(yīng)數(shù)量后，也就是知道在參考單位時間內(nèi)產(chǎn)生單粒子效應(yīng)的次數(shù)。

具體地，大氣中子譜的通量為每1小時通過n(大于0的正整數(shù))個大氣中子數(shù)量，將該大氣中子譜對應(yīng)的大氣中子入射至待檢測電子器件進行1小時單粒子效應(yīng)檢測，也就是說將1小時內(nèi)n個大氣中子入射到待檢測電氣器件進行實驗檢測，大氣中子可能會對待檢測電子器件造成單粒子效應(yīng)，通過大氣中子入射至待檢測電子器件后產(chǎn)生的核反應(yīng)產(chǎn)物在靈敏區(qū)的沉積能量以及靈敏區(qū)的臨界電荷，獲取核反應(yīng)產(chǎn)物效應(yīng)數(shù)量，比如，得到m個核反應(yīng)產(chǎn)物效應(yīng)數(shù)量，則可知待檢測電子器件單粒子效應(yīng)的預(yù)測結(jié)果為每小時發(fā)生了m次單粒子效應(yīng)，也就是說知道在1小時內(nèi)待檢測電子器件發(fā)生單粒子效應(yīng)的次數(shù)，實現(xiàn)待檢測電子器件的單粒子效應(yīng)檢測。

安全等級確定模塊660，用于根據(jù)預(yù)測結(jié)果，確定待檢測電子器件的安全等級。

通過對待檢測電子器件的單粒子效應(yīng)的檢測獲得預(yù)測結(jié)果，可用于評價待檢測電子器件在其所處環(huán)境下的輻射可靠性，也就是說，根據(jù)預(yù)測結(jié)果，可確定待檢測電子器件的安全等級，以確保待檢測電子器件安全運行。具體地，由于預(yù)測結(jié)果為每參考單位時間內(nèi)發(fā)生單粒子效應(yīng)的次數(shù)，電子器件發(fā)生單粒子效應(yīng)即是電子器件發(fā)生的錯誤，也就是說，發(fā)生的單粒子效應(yīng)次數(shù)越少，電子器件發(fā)生的錯誤越少，也就越安全，從而，用戶可根據(jù)安全等級決定是否再繼續(xù)使用電子器件，提高安全。

上述電子器件大氣中子單粒子效應(yīng)預(yù)測裝置，首先，獲取待檢測電子器件所處環(huán)境的大氣中子譜以及大氣中子譜的參考單位時間，建立待檢測電子器件的三維模型，根據(jù)大氣中子譜對應(yīng)的大氣中子對待檢測器件的三維模型進行仿真實驗，獲取核反應(yīng)產(chǎn)物在靈敏區(qū)中的沉積能量，再獲取核反應(yīng)產(chǎn)物效應(yīng)數(shù)量，根據(jù)參考時間單位以及核反應(yīng)產(chǎn)物效應(yīng)數(shù)量，獲取每參考單位時間內(nèi)待檢測電子器件發(fā)生單粒子效應(yīng)的次數(shù)，即獲得待檢測電子器件單粒子效應(yīng)的預(yù)測結(jié)果，根據(jù)預(yù)測結(jié)果，確定待檢測電子器件的安全等級。也就是說，上述電子器件大氣中子單粒子效應(yīng)預(yù)測裝置，只需建立待檢測電子器件的三維模型，通過將大氣中子入射至待檢測電子器件的三維模型進行單粒子效應(yīng)實驗即可獲取到核反應(yīng)產(chǎn)物在靈敏區(qū)的沉積能量，根據(jù)靈敏區(qū)的沉積能量獲取核反應(yīng)產(chǎn)物效應(yīng)數(shù)量，根據(jù)核反應(yīng)產(chǎn)物效應(yīng)數(shù)量以及參考單位時間獲取預(yù)測結(jié)果，整個單粒子效應(yīng)檢測過程無需使用實測實驗，即無需花費大量時間進行實測實驗可實現(xiàn)檢測，提高檢測效率，且無需利用大氣中子地面加速實驗裝置即可實現(xiàn)單粒子效應(yīng)檢測，即無需花費大量成本即可實現(xiàn)檢測，成本低。

請參閱圖7，在其中一個實施例中，模型建立模塊包括：

參數(shù)獲取模721，用于獲取待檢測電子器件的表層金屬布線參數(shù)、靈敏區(qū)參數(shù)、埋氧層參數(shù)以及襯底層參數(shù)。其中，靈敏區(qū)參數(shù)包括靈敏區(qū)的長度、寬度和厚度以及靈敏區(qū)的臨界電荷。

三維模型建立模塊722，用于根據(jù)待檢測電子器件的表層金屬布線參數(shù)、靈敏區(qū)參數(shù)、埋氧層參數(shù)以及襯底層參數(shù)建立待檢測電子器件的三維模型。

對于待檢測電子器件，依次包括表層金屬布線、靈敏區(qū)、埋氧層以及襯底層，從而，通過獲取表層金屬布線參數(shù)(包括表層金屬布線的厚度等)、靈敏區(qū)參數(shù)、埋氧層參數(shù)(埋氧層的厚度等)以及襯底層參數(shù)(襯底層的厚度等)，可以依次建立待檢測電子器件的表層金屬布線、靈敏區(qū)、埋氧層以及襯底層的三維模型，從而建立起待檢測電子器件的三維模型。其中，靈敏區(qū)參數(shù)包括靈敏區(qū)的長度、寬度和厚度以及靈敏區(qū)的臨界電荷。進一步地，待檢測電子器件在靈敏區(qū)靠近表層金屬布線的一側(cè)還設(shè)有介質(zhì)層，例如，二氧化硅層，在進行三維建模時，還需獲取介質(zhì)層參數(shù)，即介質(zhì)層厚度以及介質(zhì)層材料成分等，根據(jù)待檢測電子器件的表層金屬布線參數(shù)、介質(zhì)層參數(shù)、靈敏區(qū)參數(shù)、埋氧層參數(shù)以及襯底層參數(shù)建立待檢測電子器件的三維模型。在本實施例中，可通過制造工藝或反向分析獲得金屬布線的厚度以及介質(zhì)層的厚度、材料成份等。可通過地面重離子加速器輻照實驗獲靈敏區(qū)參數(shù)得，埋氧層參數(shù)以及襯底層參數(shù)可通過制造工藝或反向分析獲得。

請參閱圖8，在其中一個實施例中，參數(shù)獲取模塊721包括：

密度厚度獲取模塊801，用于獲取靈敏區(qū)的材料密度以及待檢測電子器件的耗盡區(qū)的厚度或阱區(qū)的深度，將待檢測電子器件的耗盡區(qū)的厚度或阱區(qū)的深度作為靈敏區(qū)的厚度。

對于半導(dǎo)體電子器件，包括有耗盡區(qū)和阱區(qū)，例如CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互補金屬氧化物半導(dǎo)體)反向器是一種半導(dǎo)體電子器件。在本實施例中，待檢測電子器件包括耗盡區(qū)和阱區(qū)，通過獲取待檢測電子器件的耗盡區(qū)的厚度或阱區(qū)的深度，將待檢測電子器件的耗盡區(qū)的厚度或阱區(qū)的深度作為靈敏區(qū)的厚度，從而實現(xiàn)靈敏區(qū)參數(shù)中靈敏區(qū)的厚度的獲取。

數(shù)據(jù)對獲取模塊802，用于獲取待檢測電子器件在重離子加速器輻照下的單粒子效應(yīng)截面與線性能量轉(zhuǎn)移值的數(shù)據(jù)對。

即預(yù)先通過地面重離子加速器輻照實驗可得到待檢測電子器件的單粒子效應(yīng)截面與線性能量轉(zhuǎn)移值的數(shù)據(jù)對，也就是說這些數(shù)據(jù)對是可通過預(yù)先實驗得到，然后對其進行獲取即可，在進行本實施例中的單粒子效應(yīng)檢測時無需進行實驗，提高效率。具體地，將待檢測器件暴露在重離子加速器輻照環(huán)境下，用于模擬待檢測器件被使用的輻射環(huán)境，例如，空間飛行器的空間輻射環(huán)境。通過將待檢測器件暴露在重離子加速器輻照環(huán)境下，能夠獲取待檢測器件在輻射環(huán)境下的單粒子效應(yīng)截面與線性能量轉(zhuǎn)移值的數(shù)據(jù)對。

擬合曲線獲取模塊803，用于通過韋伯?dāng)M合對預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)對進行擬合，獲得韋伯?dāng)M合曲線。

閾值及截面獲取模塊804，用于根據(jù)韋伯?dāng)M合曲線，獲取線性能量轉(zhuǎn)移閾值以及飽和截面。

長寬度獲取模塊805，用于根據(jù)飽和截面，獲取靈敏區(qū)的長度和寬度。

臨界電荷獲取模塊806，用于根據(jù)線性能量轉(zhuǎn)移閾值、靈敏區(qū)的材料密度以及靈敏區(qū)的厚度，獲取臨界電荷。

上述獲得的預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)對是離散的數(shù)據(jù)點，通過對這些離散的數(shù)據(jù)對進行擬合可得到與這些數(shù)據(jù)對較為接近的擬合曲線。在本實施例中，通過韋伯?dāng)M合方法對這些預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)對進行擬合。具體擬合過程如下：

首先，設(shè)置韋伯?dāng)M合曲線的第一擬合參數(shù)、第二擬合參數(shù)、第三擬合參數(shù)以及第四擬合參數(shù)，根據(jù)第一擬合參數(shù)、第二擬合參數(shù)、第三擬合參數(shù)以及第四擬合參數(shù)，建立初始韋伯?dāng)M合曲線。建立初始韋伯?dāng)M合曲線的公式具體如下：

σ(LET)＝σ_sat(1-exp{-[(LET-LET_th)/W]^S})。

其中，σ(LET)為初始韋伯?dāng)M合曲線的因變量，即單粒子效應(yīng)截面，σ_sat為第一擬合參數(shù)，LET為初始韋伯?dāng)M合曲線的自變量，即線性能量轉(zhuǎn)移值，LET_th為第二擬合參數(shù)，W為第三擬合參數(shù)，S為第四擬合參數(shù)。其中，第一擬合參數(shù)對應(yīng)單粒子效應(yīng)檢測過程中待檢測電子器件的靈敏區(qū)的飽和截面，第二擬合參數(shù)對應(yīng)線性能量轉(zhuǎn)移閾值，也就是說，對初始韋伯?dāng)M合曲線中參數(shù)進行求解獲知第一擬合參數(shù)和第二擬合參數(shù)后即可知靈敏區(qū)的飽和截面和線性能量轉(zhuǎn)移閾值。

在建立初始韋伯?dāng)M合曲線后，根據(jù)預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)對，計算第一擬合參數(shù)的值、第二擬合參數(shù)的值、第三擬合參數(shù)的值以及第四擬合參數(shù)的值，即初始韋伯?dāng)M合曲線中的四個擬合參數(shù)的值均獲知。再根據(jù)第一擬合參數(shù)的值、第二擬合參數(shù)的值、第三擬合參數(shù)的值以及第四擬合參數(shù)的值，獲得韋伯?dāng)M合曲線。也就是將第一擬合參數(shù)的值、第二擬合參數(shù)的值、第三擬合參數(shù)的值以及第四擬合參數(shù)的值代入到初始韋伯?dāng)M合曲線中獲得韋伯?dāng)M合曲線。根據(jù)韋伯?dāng)M合曲線中的第一擬合參數(shù)的值可獲知靈敏區(qū)的飽和截面，根據(jù)第二擬合參數(shù)的值即可獲知線性能量轉(zhuǎn)移閾值。然后在根據(jù)飽和截面，獲取靈敏區(qū)的長度和寬度，根據(jù)線性能量轉(zhuǎn)移閾值、靈敏區(qū)的材料密度以及靈敏區(qū)的厚度，獲取臨界電荷。

請參閱圖9，在另一個實施例中，參數(shù)獲取模塊721包括：

第一信息獲取模塊901，用于獲取預(yù)先設(shè)置的至少兩個預(yù)設(shè)厚度以及靈敏區(qū)的材料密度，將預(yù)先設(shè)置的各預(yù)設(shè)厚度分別作為靈敏區(qū)的初始厚度。

數(shù)據(jù)獲取模塊902，用于獲取待檢測電子器件在重離子加速器輻照下的單粒子效應(yīng)截面與線性能量轉(zhuǎn)移值的數(shù)據(jù)對。

韋伯?dāng)M合曲線獲取模塊903，用于通過韋伯?dāng)M合對預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)對進行擬合，獲得韋伯?dāng)M合曲線。

第二信息獲取模塊904，用于根據(jù)韋伯?dāng)M合曲線，獲取線性能量轉(zhuǎn)移閾值以及飽和截面。

第三信息獲取模塊905，用于根據(jù)飽和截面，獲取靈敏區(qū)的長度和寬度。

初始臨界電荷獲取模塊906，用于根據(jù)線性能量轉(zhuǎn)移閾值、靈敏區(qū)的材料密度以及每個靈敏區(qū)的初始厚度，獲取至少兩個初始臨界電荷。

其中，初始臨界電荷的數(shù)量與靈敏區(qū)的初始厚度的數(shù)量相同。也就是說，由于初始臨界電荷需要根據(jù)靈敏區(qū)的初始厚度計算得到，從而獲取有多少個初始厚度，對應(yīng)計算多少個初始臨界電荷。

初始三維模型建立模塊907，用于根據(jù)待檢測電子器件的表層金屬布線參數(shù)、靈敏區(qū)的長度和寬度、埋氧層參數(shù)、襯底層參數(shù)、每個靈敏區(qū)的初始厚度以及與靈敏區(qū)的初始厚度對應(yīng)的每個初始臨界電荷建立至少兩個待檢測電子器件的初始三維模型。

其中，待檢測電子器件的初始三維模型的數(shù)量與靈敏區(qū)的初始厚度的數(shù)量相同。由于靈敏區(qū)的初始厚度的數(shù)量有多個，根據(jù)靈敏區(qū)的多個初始厚度對應(yīng)可獲得多個臨界電荷，從而對應(yīng)建立多個待檢測電子器件的初始三維模型。在本實施例中，得到多個待檢測電子器件的初始三維模型后，對待檢測電子器件的每個初始三維模型進行單粒子效應(yīng)檢測，可得到與預(yù)先設(shè)置的預(yù)設(shè)厚度的數(shù)量相同個數(shù)的初始預(yù)測結(jié)果，也就是說，對于單個待檢測電子器件，建立至少兩個初始三維模型，可對應(yīng)得到至少兩個初始預(yù)測結(jié)果。

初始能量獲取模塊908，用于根據(jù)大氣中子譜對應(yīng)的大氣中子分別對每個待檢測器件的初始三維模型進行仿真實驗，獲取大氣中子入射至每個待檢測電子器件的初始三維模型，在每個待檢測電子器件的初始三維模型中產(chǎn)生的初始核反應(yīng)產(chǎn)物以及初始核反應(yīng)產(chǎn)物在靈敏區(qū)中的初始沉積能量。

對每個初始三維模型進行大氣中子入射實驗，單個初始三維模型可對應(yīng)得到一組初始核反應(yīng)產(chǎn)物以及初始核反應(yīng)產(chǎn)物在靈敏區(qū)中的初始沉積能量，從而，可得到至少兩組初始核反應(yīng)產(chǎn)物以及兩組初始核反應(yīng)產(chǎn)物分別在靈敏區(qū)中的初始沉積能量。

初始核反應(yīng)產(chǎn)物數(shù)量獲取模塊909，用于根據(jù)各沉積能量以及各初始臨界電荷，獲取每個初始三維初始模型對應(yīng)的初始核反應(yīng)產(chǎn)物中初始沉積能量大于對應(yīng)的初始臨界電荷的初始核反應(yīng)產(chǎn)物數(shù)量.

其中，單個初始核反應(yīng)產(chǎn)物在靈敏區(qū)中的初始沉積能量大于初始臨界電荷對應(yīng)一次單粒子效應(yīng)。

單粒子效應(yīng)初始次數(shù)獲取模塊910，用于根據(jù)參考時間單位以及每個初始三維初始模型對應(yīng)的初始核反應(yīng)產(chǎn)物數(shù)量，獲取每參考單位時間內(nèi)各初始三維初始模型對應(yīng)的待檢測電子器件發(fā)生單粒子效應(yīng)的初始次數(shù).

初始預(yù)測結(jié)果獲取模塊911，用于將每參考單位時間內(nèi)待檢測電子器件發(fā)生單粒子效應(yīng)的各初始次數(shù)分別對應(yīng)作為待檢測電子器件單粒子效應(yīng)的初始預(yù)測結(jié)果，獲得至少兩個初始預(yù)測結(jié)果。

其中，初始預(yù)測結(jié)果的數(shù)量與預(yù)設(shè)厚度的數(shù)量相同。

預(yù)設(shè)結(jié)果獲取模塊912，用于獲取預(yù)設(shè)結(jié)果。

厚度確定模塊913，用于將待檢測電子器件單粒子效應(yīng)的各初始預(yù)測結(jié)果分別與預(yù)設(shè)結(jié)果進行比較，將各初始預(yù)測結(jié)果中與預(yù)設(shè)結(jié)果誤差最小的初始預(yù)測結(jié)果對應(yīng)的預(yù)設(shè)厚度作為靈敏區(qū)的厚度。

預(yù)設(shè)結(jié)果是預(yù)先通過實測實驗進行單粒子效應(yīng)檢測得到的，也就是說預(yù)設(shè)結(jié)果是通過實測試驗已獲得的結(jié)果。由于得到的各初始預(yù)測結(jié)果的準(zhǔn)確度不盡相同，需要在這些初始預(yù)測結(jié)果中選擇最佳初始預(yù)測結(jié)果對應(yīng)的初始厚度作為靈敏區(qū)的厚度，也就是說，在本實施例中，是通過預(yù)先設(shè)置一系列的預(yù)設(shè)厚度作為靈敏區(qū)的初始厚度，然后再根據(jù)靈敏區(qū)的初始厚度對應(yīng)的每個初始預(yù)測結(jié)果以及預(yù)設(shè)結(jié)果來確定哪個初始預(yù)測結(jié)果是最佳的，選擇最佳的初始預(yù)測結(jié)果果對應(yīng)的初始厚度作為靈敏區(qū)的厚度。由于選擇的最佳的初始預(yù)測結(jié)果是與預(yù)設(shè)結(jié)果誤差最小的，根據(jù)該初始預(yù)測結(jié)果可準(zhǔn)確地確定靈敏區(qū)的厚度，提高后續(xù)單粒子效應(yīng)預(yù)測準(zhǔn)確性。

在其中一個實施例中，靈敏區(qū)的長度和寬度均為飽和截面的平方根。

獲取參數(shù)獲取模塊獲取臨界電荷的公式具體為：

其中，Q_c為臨界電荷，LET_th為線性能量轉(zhuǎn)移閾值，ρ_Si為靈敏區(qū)的材料密度，z為靈敏區(qū)的厚度。

也就是說，將待檢測電子器件的耗盡區(qū)的厚度或阱區(qū)的深度作為靈敏區(qū)的厚度時，此處的z即為檢測電子器件的耗盡區(qū)的厚度或阱區(qū)的深度。又或者，是通過在預(yù)先設(shè)置的至少兩個厚度中的任意一個厚度，根據(jù)每個厚度進行臨界電荷的計算，可得到至少兩個臨界電荷，臨界電荷的數(shù)量與厚度的數(shù)量相同。另外，獲取初始臨界電荷的公式與上述獲取臨界電荷的公式類似，不同點在于獲取初始臨界電荷時將上述公式中等式右邊的靈敏區(qū)的厚度z替換為靈敏區(qū)的初始厚度。

以上實施例的各技術(shù)特征可以進行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實施例中的各個技術(shù)特征所有可能的組合都進行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本說明書記載的范圍。

以上實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。