雙極型器件低劑量率輻射損傷增強效應(yīng)試驗的預(yù)處理系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種雙極型器件低劑量率輻射損傷增強效應(yīng)試驗的預(yù)處理系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]雙極型器件在模擬集成電路、混合信號集成電路及超高速射頻集成電路中取得廣泛應(yīng)用。但當(dāng)這些產(chǎn)品應(yīng)用于空間環(huán)境、地面上有輻射的環(huán)境時，器件將面臨長時間、高能量、大劑量的粒子輻射，器件及其電路性能將會退化，系統(tǒng)壽命會顯著減少。雙極型晶體管與線性電路在低劑量率輻射下電學(xué)性能的退化會遠大于高劑量率輻射下電學(xué)性能的退化，這稱為低劑量率福射損傷增強效應(yīng)(Enhanced low dose rate sensitivity，ELDRS)。研宄結(jié)果表明:輻射誘生界面態(tài)及相關(guān)電學(xué)參數(shù)的退化在兩種環(huán)境下將相差六倍以上?；谠撔?yīng)，通常實驗室采用的高劑量率輻射試驗前并不能準確預(yù)測與評估雙極型晶體管與線性電路在空間低劑量率輻射環(huán)境下的使用壽命及電學(xué)可靠性。根據(jù)美軍標STD-883J方法1019.9、歐空局標準ECSS-22900、國軍標GJB 762.2_89、航天QJ 10004-2008等標準，均規(guī)定雙極型器件與線性電路必須采用低劑量率進行總劑量地面模擬試驗，其劑量率需介于10_4-10_2rad/s范圍內(nèi)。根據(jù)宇航標準，宇航用的雙極型器件與線性電路必須至少能承受100K rad的總劑量輻射。但是，如果采用低劑量率地面模擬試驗來預(yù)估雙極型器件及線性電路在空間環(huán)境下的使用壽命及電學(xué)可靠性，則需花費約兩千小時的機時及上百萬元的試驗費用，對于業(yè)界而言這是相當(dāng)昂貴的。后來，研宄發(fā)現(xiàn)通過在雙極型器件的氧化層或硅界面處通過注入氫分子，可有效加速其ELDRS效應(yīng)，從而實現(xiàn)高劑量率輻射條件下的加速退化，即能通過高劑量率輻射試驗來模擬低劑量輻射損傷增強效應(yīng)，從而提升預(yù)測與評估雙極型晶體管在空間低劑量率輻射環(huán)境下的使用壽命及電學(xué)可靠性的準確性，同時也減少試驗機時及費用。但是，目前缺乏用于在雙極型器件的氧化層或硅界面處注入適當(dāng)濃度氫分子進行預(yù)先處理的專用工具。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]基于此，本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種雙極型器件低劑量率輻射損傷增強效應(yīng)試驗的預(yù)處理系統(tǒng)及方法，雙極型器件低劑量率輻射損傷增強效應(yīng)試驗的預(yù)處理系統(tǒng)能夠有效地在雙極型器件的氧化層或硅界面處摻入預(yù)定濃度的氫分子。
[0004]其技術(shù)方案如下:
[0005]一種雙極型器件低劑量率輻射損傷增強效應(yīng)試驗的預(yù)處理系統(tǒng)，其特征在于，包括依次序連通的真空泵、測壓裝置、控溫裝置和氫氣供給裝置，真空泵與測壓裝置之間設(shè)有第一調(diào)節(jié)閥，控溫裝置與氫氣供給裝置之間設(shè)有第二調(diào)節(jié)閥，控溫裝置包括密封蓋和能夠容納雙極型器件的主體，密封蓋與主體的開口相適配，主體與測壓裝置、氫氣供給裝置分別連通。
[0006]在其中一個實施例中，所述密封蓋上設(shè)有透明的視窗。
[0007]在其中一個實施例中，所述真空泵與所述第一調(diào)節(jié)閥之間設(shè)有寶塔式接頭，所述真空泵通過軟管與該寶塔式接頭連通。
[0008]在其中一個實施例中，所述第一調(diào)節(jié)閥和第二調(diào)節(jié)閥均為手動式直通閥。
[0009]在其中一個實施例中，所述測壓裝置包括三通閥和壓力表，三通閥與壓力表、所述第一調(diào)節(jié)閥、所述控溫裝置的主體分別連通。
[0010]在其中一個實施例中，所述密封蓋與所述主體鉸鏈式連接。
[0011]一種雙極型器件低劑量率輻射損傷增強效應(yīng)試驗的預(yù)處理方法，包括如下具體步驟:
[0012]將雙極型器件放入控溫裝置的主體內(nèi)，通過密封蓋進行密封；
[0013]關(guān)閉第二調(diào)節(jié)閥，打開第一調(diào)節(jié)閥，開啟真空泵，通過測壓裝置檢測并顯示主體內(nèi)的氣壓值；
[0014]當(dāng)氣壓值小于第一預(yù)定值時，關(guān)閉第一調(diào)節(jié)閥，打開第二調(diào)節(jié)閥，氫氣供給裝置向控溫裝置的主體內(nèi)通入氫氣；
[0015]當(dāng)氣壓值達到第二預(yù)定值時，關(guān)閉第二調(diào)節(jié)閥，控溫裝置將主體內(nèi)的溫度保持在預(yù)定溫度，保持預(yù)定時間；
[0016]預(yù)定時間之后，開啟真空泵，打開第一調(diào)節(jié)閥，真空泵將主體內(nèi)的氫氣抽走；
[0017]打開密封蓋，取出雙極型器件。
[0018]下面對前述技術(shù)方案的優(yōu)點或原理進行說明:
[0019]上述雙極型器件低劑量率輻射損傷增強效應(yīng)試驗的預(yù)處理系統(tǒng)，控溫裝置用于提供雙極型器件摻氫處理的場所和環(huán)境(如主體、主體內(nèi)適當(dāng)?shù)臏囟?，真空泵用于調(diào)控控溫裝置的主體內(nèi)的氣體環(huán)境(如抽真空、抽氫)，測壓裝置用于顯示控溫裝置的主體內(nèi)的氣壓值，氫氣供給裝置用于向主體內(nèi)提供氫氣，本系統(tǒng)能夠有效地在雙極型器件的氧化層或硅界面處摻入氫分子。
[0020]上述雙極型器件低劑量率輻射損傷增強效應(yīng)試驗的預(yù)處理方法，通過調(diào)節(jié)主體內(nèi)的預(yù)定溫度、氫氣濃度及保持預(yù)定時間，能使雙極型器件的氧化層或硅界面處摻入的氫分子濃度達到符合試驗要求的預(yù)定濃度。
【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明實施例所述的雙極型器件低劑量率輻射損傷增強效應(yīng)試驗的預(yù)處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2為圖1中雙極型器件低劑量率輻射損傷增強效應(yīng)試驗的預(yù)處理系統(tǒng)的剖面示意圖。
[0023]附圖標記說明:
[0024]1、控溫裝置，11、主體，12、密封蓋，13、視窗，2、真空泵，21、軟管，3、第一調(diào)節(jié)閥，
31、寶塔式接頭，4、測壓裝置，41、三通閥，42、壓力表，5、第二調(diào)節(jié)閥，6、氫氣供給裝置。
【具體實施方式】
[0025]下面對本發(fā)明的實施例進行詳細說明:
[0026]如圖1-2所示，為一種雙極型器件低劑量率輻射損傷增強效應(yīng)試驗的預(yù)處理系統(tǒng)，包括依次序彼此通過管道連通的真空泵2、測壓裝置4、控溫裝置I和氫氣供給裝置6，真空泵2與測壓裝置4之間設(shè)有第一調(diào)節(jié)閥3，控溫裝置I與氫氣供給裝置6之間設(shè)有第二調(diào)節(jié)閥5，控溫裝置I包括密封蓋12和