本發(fā)明涉及空間環(huán)境工程技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種器件的線性能量轉(zhuǎn)移值的計(jì)算方法。

背景技術(shù)：

空間輻射環(huán)境及其效應(yīng)研究是一門結(jié)合空間科學(xué)與空間技術(shù)，集宏觀宇宙與微觀物質(zhì)研究于一體的綜合性學(xué)科，是空間科技發(fā)展的必要環(huán)節(jié)，單粒子效應(yīng)研究是空間輻射效應(yīng)研究重點(diǎn)之一。隨著航天領(lǐng)域各軌道航天器在復(fù)雜空間輻射環(huán)境中數(shù)量逐漸增加，輕量化、低功耗、高可靠等需求使得高性能、高集成度宇航器件大量應(yīng)用，器件特征尺寸及本征開關(guān)時(shí)間減小，單粒子效應(yīng)日趨明顯。

單粒子效應(yīng)是指空間中單個(gè)高能粒子，在器件材料中通過直接電離作用或者核反應(yīng)生成次級(jí)粒子的間接電離作用產(chǎn)生并累積有效電離電荷，被器件敏感節(jié)點(diǎn)收集后，導(dǎo)致器件工作狀態(tài)、邏輯狀態(tài)、輸出電平、功能受阻等發(fā)生變化或損傷的現(xiàn)象。其中一個(gè)關(guān)鍵參數(shù)就是線性能量轉(zhuǎn)移值(let)，電離電荷量有直接關(guān)系。

在仿真過程中，很多研究者認(rèn)為let為常數(shù)，忽略了在重離子入射過程中l(wèi)et的變化，這往往導(dǎo)致仿真結(jié)果的不可靠性，模型的不精確等問題。而空間重離子種類較多，空間應(yīng)用的器件種類也較多，通過實(shí)驗(yàn)來確定某種離子在某種材料中的let畢竟是有限的，因此，迫切的需要提出一種仿真計(jì)算let的方法，來預(yù)測(cè)重離子入射器件電離損失的能量，為單粒子效應(yīng)仿真以及實(shí)驗(yàn)奠定基礎(chǔ)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種器件的線性能量轉(zhuǎn)移值的計(jì)算方法，可以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。

一種器件的線性能量轉(zhuǎn)移值的計(jì)算方法，包括：

利用srim軟件建立器件結(jié)構(gòu)，設(shè)置入射粒子的種類，能量以及粒子數(shù)目，得到的電離能量損失eenergy_loss與入射深度d的關(guān)系；

電離能量損失eenergy_loss除以產(chǎn)生一對(duì)電子空穴對(duì)所需要的能量，即獲得每微米產(chǎn)生的電子空穴對(duì)數(shù)，即let由下式表示：

式中，ee-h表示產(chǎn)生一對(duì)電子空穴對(duì)所需要的能量。

優(yōu)選地，利用srim軟件建立器件結(jié)構(gòu)包括建立器件的各層材料，厚度和組分。

本發(fā)明實(shí)施例中的一種器件的線性能量轉(zhuǎn)移值的計(jì)算方法，利用srim軟件來模擬空間輻射重離子入射器件過程，計(jì)算器件中l(wèi)et與入射深度能量的關(guān)系，來預(yù)測(cè)重離子入射器件電離損失的能量，而且只需要很少的仿真工作就可以確定出器件中l(wèi)et值，節(jié)約了試驗(yàn)經(jīng)費(fèi)和成本。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是srim仿真重離子(2mev氧離子)入射inp/ingaashbt器件過程示意圖；

圖2是電離能量損失與入射深度d關(guān)系圖；

圖3是線性能量轉(zhuǎn)移值(let)與入射深度d關(guān)系圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明實(shí)施例中提供的一種器件的線性能量轉(zhuǎn)移值的計(jì)算方法，該方法包括以下步驟：

利用srim軟件建立器件結(jié)構(gòu)，包括器件各層材料，厚度，組分等，并設(shè)置入射粒子的種類，能量以及粒子數(shù)目，最終得到的電離能量損失eenergy_loss與入射深度d的關(guān)系；

在單粒子效應(yīng)中，let(線性能量轉(zhuǎn)移值)與電離損傷(重離子損失的能量)，這兩者具有等效的意義。因此，電離能量損失eenergy_loss(單位：ev/μm)除以產(chǎn)生一對(duì)電子空穴對(duì)所需要的能量(ev/pair)，即可獲得每微米產(chǎn)生的電子空穴對(duì)數(shù)(pair/μm)，進(jìn)而可以將單位轉(zhuǎn)化成(pc/μm)或者mev*cm²/mg，即let由下式表示：

式中，let單位為pair/μm，ee-h表示產(chǎn)生一對(duì)電子空穴對(duì)所需要的能量，單位為ev/pair。

下面結(jié)合具體實(shí)例對(duì)本發(fā)明的方法進(jìn)行詳細(xì)說明：

1.以2mev入射inp/ingaashbt器件為例，設(shè)置初始能量e0＝2mev，離子數(shù)目為99999個(gè)，利用srim軟件模擬氧離子入射inp/ingaashbt器件的過程，如圖1所示；

2.仿真得到入射氧離子在inp/ingaashbt器件內(nèi)的電離能量損失與入射深度d關(guān)系圖，如圖2所示；

3.結(jié)合電離能量損失與入射深度d的仿真結(jié)果，計(jì)算inp/ingaashbt器件中的let，見下式：

對(duì)inp材料，產(chǎn)生一對(duì)電子空穴對(duì)需要的能量為4.5ev；對(duì)ingaas材料，產(chǎn)生一對(duì)電子空穴對(duì)需要的能量為2.9ev。電離能量損失(單位：ev/μm)除以產(chǎn)生一對(duì)電子空穴對(duì)所需要的能量(ev/pair)，即可獲得每微米產(chǎn)生的電子空穴對(duì)數(shù)(pair/μm)，進(jìn)而可以將單位轉(zhuǎn)化成(pc/μm)或者mev*cm²/mg，如圖3所示。

本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員應(yīng)明白，本發(fā)明的實(shí)施例可提供為方法、系統(tǒng)、或計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。因此，本發(fā)明可采用完全硬件實(shí)施例、完全軟件實(shí)施例、或結(jié)合軟件和硬件方面的實(shí)施例的形式。而且，本發(fā)明可采用在一個(gè)或多個(gè)其中包含有計(jì)算機(jī)可用程序代碼的計(jì)算機(jī)可用存儲(chǔ)介質(zhì)(包括但不限于磁盤存儲(chǔ)器、cd-rom、光學(xué)存儲(chǔ)器等)上實(shí)施的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的形式。

本發(fā)明是參照根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法、設(shè)備(系統(tǒng))、和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的流程圖和/或方框圖來描述的。應(yīng)理解可由計(jì)算機(jī)程序指令實(shí)現(xiàn)流程圖和/或方框圖中的每一流程和/或方框、以及流程圖和/或方框圖中的流程和/或方框的結(jié)合?？商峁┻@些計(jì)算機(jī)程序指令到通用計(jì)算機(jī)、專用計(jì)算機(jī)、嵌入式處理機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備的處理器以產(chǎn)生一個(gè)機(jī)器，使得通過計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備的處理器執(zhí)行的指令產(chǎn)生用于實(shí)現(xiàn)在流程圖一個(gè)流程或多個(gè)流程和/或方框圖一個(gè)方框或多個(gè)方框中指定的功能的裝置。

這些計(jì)算機(jī)程序指令也可存儲(chǔ)在能引導(dǎo)計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備以特定方式工作的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器中，使得存儲(chǔ)在該計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器中的指令產(chǎn)生包括指令裝置的制造品，該指令裝置實(shí)現(xiàn)在流程圖一個(gè)流程或多個(gè)流程和/或方框圖一個(gè)方框或多個(gè)方框中指定的功能。

這些計(jì)算機(jī)程序指令也可裝載到計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備上，使得在計(jì)算機(jī)或其他可編程設(shè)備上執(zhí)行一系列操作步驟以產(chǎn)生計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的處理，從而在計(jì)算機(jī)或其他可編程設(shè)備上執(zhí)行的指令提供用于實(shí)現(xiàn)在流程圖一個(gè)流程或多個(gè)流程和/或方框圖一個(gè)方框或多個(gè)方框中指定的功能的步驟。

盡管已描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員一旦得知了基本創(chuàng)造性概念，則可對(duì)這些實(shí)施例作出另外的變更和修改。所以，所附權(quán)利要求意欲解釋為包括優(yōu)選實(shí)施例以及落入本發(fā)明范圍的所有變更和修改。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。