(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 202210762618.6 (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 徐晓东　李兴冀　李伟奇　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 鲍丽伟 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 17/10(2006.01) H01L 21/66(2006.01) G06F 111/10(2020.01) (54)发明名称 一种半导体材料中缺陷俘获截面的计算方 法 (57)摘要 本发明提供一种半导体材料中缺陷俘获截 面的计算方法， 包括以下步骤： 构建无缺陷和有 缺陷的半导体材料结构， 然后指定材料的带电状 态a， a‑1和a+1， 对半导体材料进行优化， 使原子 均处于各自的平 衡位置； 计算构建得到的几种半 导体材料结构的能量； 采用公式计算半导体材料 中缺陷的俘获截面。 本发明通过模拟计算的方式 能够快速、 准确计算半导体材料中的俘获截面， 从而评估半导体材料的抗辐射性能， 解决了传统 的俘获截面计算过程中实验测试周期长、 效率低 的问题。 权利要求书2页 说明书6页 附图1页 CN 115146457 A 2022.10.04 CN 115146457 A 1.一种半导体材 料中缺陷俘获截面的计算方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 步骤S1、 构建无缺陷的半导体材料结构， 然后指定材料的带电状态a， 并在所述带电状 态a的基础上构建获得一个电子的状态a ‑1和获得一个空穴的状态a+1的半导体材料结构， 对半导体材 料进行优化， 使原子均处于各自的平衡位置； 步骤S2、 构建有缺陷的半导体材料结构， 然后指定材料的带电状态a， 并在所述带电状 态a的基础上构建获得一个电子的状态a ‑1和获得一个空穴的状态a+1的半导体材料结构， 对半导体材 料进行优化， 使原子均处于各自的平衡位置； 步骤S3、 计算步骤S1和步骤S2中构建得到的几种半导体材料结构的能量， 分别以 代表不同半导体材料结构的能 量， 其中， 和 分别代表带电状态 为a‑1、 a和a+1条件 下无缺 陷的半导体材料结构的能量， 和 分别代表带电状态为 a‑1、 a和a+ 1条件下有缺陷的半导体材 料结构的能量； 步骤S4， 采用以下公式计算半导体材 料中缺陷的俘获截面： 首先， 计算半导体材料得到一个电子的能量势垒ΔE(a‑1)和一个空穴的能量势垒ΔE(a+ 1)； 然后， 根据ΔE(a‑1)和ΔE(a+1)分别计算电子的俘获截面σ‑和空穴的俘获截面σ+： 其中， m*是有效电子质量或有效空穴质量， 是约化狄拉克常数。 2.根据权利要求1所述的半导体材料中缺陷俘获截面的计算方法， 其特征在于， 所述半 导体材料包括Si、 SiC、 GaAs或GaN。 3.根据权利要求1所述的半导体材料中缺陷俘获截面的计算方法， 其特征在于， 所述步 骤S1和所述 步骤S2中， 利用第一 性原理计算软件V ASP对所述半导体材 料进行优化。 4.根据权利要求3所述的半导体材料中缺陷俘获截面的计算方法， 其特征在于， 所述步 骤S1中， ISIF＝2、 IBRI ON＝2， EDIFEG＝ ‑0.01， EDIE F＝1e‑6， 直到所述半导体材料的原子位 置和电子结构达 到收敛标准， 使原子均处于各自的平衡位置 。 5.根据权利要求3所述的半导体材料中缺陷俘获截面的计算方法， 其特征在于， 所述步 骤S2中， 以原 子受力和电子能量作为收敛判据， ISIF＝2、 IBRI ON＝2， EDIFEG＝ ‑0.01， EDIE F ＝1e‑6， 直到所述半导体材料的原子位置和电子结构达到收敛标准， 使原子均处于各自的 平衡位置 。 6.根据权利要求1所述的半导体材料中缺陷俘获截面的计算方法， 其特征在于， 所述带权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115146457 A 2电状态a为0， a ‑1为‑1， a+1为+1。 7.根据权利要求1所述的半导体材料中缺陷俘获截面的计算方法， 其特征在于， 所述步 骤S3中， 在能量计算过程中， ISIF＝2， IBRON＝ ‑1， LHFCALC＝T， HFSCREEN＝0.2， AEXX＝ 0.31。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115146457 A 3