MOS芯片γ射线辐射响应的实时在线测试系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种MOS芯片γ射线辐射响应的实时在线测试系统，其特征在于所述系统包括辐射响应探针台（1）、脉冲I-V测试系统、脉冲C-V测试系统和On-The-Fly测试系统，所述辐射响应探针台（1）包括内置放射源（10）的铅容器、待测芯片（12）和观测待测芯片变化的显微镜（13），所述铅容器上端开口，待测芯片（12）放置在铅容器开口处，所述待测芯片（12）上端连接探针（14）；所述探针（14）分别与脉冲I-V测试系统、脉冲C-V测试系统和On-The-Fly测试系统连接。该系统填补了MOS芯片γ射线辐射响应的实时在线监控的技术空白，为防辐射集成电路以及高K介质辐射响应发展应用奠定了基础。
【专利说明】MOS芯片Y射线辐射响应的实时在线测试系统
【技术领域】
[0001]本发明属于辐射检测【技术领域】，具体涉及一种MOS芯片Y射线辐射响应的实时在线测试系统。
【背景技术】
[0002]随着空间技术的发展以及核工业、核电站和放射类医疗器械在生活中广泛的应用，电离辐射对各类电子设备的影响不可忽视，因此在这些电子设备中的半导体器件在辐射环境中的可靠性研究变的十分重要。
[0003]一般的半导体材料电离辐射损伤测试运用“过辐射”方法即对半导体器件进行辐照过后，再进行辐射损伤测量及分析。但是一段时间后电离辐射对半导体材料所造成的损伤会有明显的退化，另外，传统的1-V与C-V测量手段测试速度为秒级，不能较好的观测到福射损伤。
[0004]常见的电离辐射中Y射线(光子)是最难被屏蔽的，因此研究Y射线对半导体材料和器件具有实际意义。但是，Y射线在无防护措施时对研究人员的健康具有严重的危害。因此，建立一个安全可靠的实验环境是建立整个测试系统的基础。通常情况下，半导体行业以及光电行业的测试都会用到探针台，探针台是用来测试半导体MOS芯片电子特性的设备，比较常见的测量方法有1-V和C-V测量。但是，已知的探针台不具备防护电离辐射对实验人员造成伤害的功能，因此均不能直接用于电子辐射实验。另外，已知的贮存放射源的铅容器不能满足相关的实验条件:既安全储存放射源，又在实验时搭载放射源。
[0005]另一方面，目前脉冲1-V、脉冲C-V、On-The-Fly测量技术由于没有成熟的完整的测试仪器，一般都采用自搭电路，通过将脉冲发生器、示波器、放大器等器件连接来经行手动测量。由于自搭电路的不稳定性，导致实验结果不稳定，实验数据不具有重复性；实验过程中对测量仪器的调试均为手动调试，不能实现计算机程序控制，导致测试效率、人为操作误差大，使得实验结果不精确；自搭电路对于实验数据的自动保存也比较困难，不能在实时测量的同时保存数据并生成电子特性曲线图，导致实验效率低。
[0006]因此，综合考虑上述研究的必须性和辐射环境的特殊性，一个可对MOS芯片进行Y射线辐射响应实时在线测量的探针台测试系统不可或缺。本发明因此而来。
【发明内容】
[0007]本发明目的在于提供一种MOS芯片Y射线辐射响应的实时在线测试系统，解决了现有技术中缺乏相应的MOS芯片Y射线辐射响应检测都是手工测试、测试系统不完善，测试由于芯片辐射退化造成结果不准确等问题。
[0008]为了解决现有技术中的这些问题，本发明提供的技术方案是:
[0009]一种MOS芯片Y射线福射响应的实时在线测试系统，其特征在于所述系统包括福射响应探针台、脉冲1-V测试系统、脉冲C-V测试系统和On-The-Fly测试系统，所述辐射响应探针台包括内置放射源的铅容器、待测芯片和观测待测芯片变化的显微镜，所述铅容器上端开口，待测芯片放置在铅容器开口处，所述待测芯片上端连接探针；所述探针分别与脉冲1-V测试系统、脉冲C-V测试系统和On-The-Fly测试系统连接。
[0010]优选的，所述测试系统安装均设置有程序控制模块、信号发生模块、信号输出模块和数据接收模块；所述程序控制模块包括与信号发生模块、信号输出模块和数据接收模块连接的计算机，用于控制信号发生模块、信号输出模块和数据接收模块的处理过程，并对数据接收模块获得的数据进行处理，自动生成输入波形、输出波形曲线并保存。
[0011]优选的，所述信号发生模块包括信号发生器和数据传输接口，所述信号发生模块通过计算机上的数据传输接口由程序控制模块控制自动产生脉冲信号，并通过数据传输接口将脉冲信号传送给待测芯片，所述脉冲信号的周期、电压峰值、边沿上升时间以及脉冲数量根据程序控制模块的控制指令发生变化。
[0012]优选的，所述信号输出模块包括1-V电流转换子模块与脉冲C-V电流转换子模块；所述1-V电流转换子模块包括直流电压源和与直流电压源串联的可变电阻，当信号发生模块将脉冲信号传送给待测芯片，在待测芯片上形成脉冲电压，所述待测芯片产生微小电流；所述1-V电流转换子模块将待测芯片产生的微小电流放大并转化为电压信号，所述可变电阻调节控制微小电流信号放大倍数；所述脉冲C-V电流转换子模块由一电流/电压放大器构成，所述电流/电压放大器将C-V测试过程中电容器件产生的微小漏电流放大并转化为电压信号，并通过程序控制模块调节放大器放大倍数。
[0013]优选的，所述数据接收模块包括一台具有A/D转换功能的数据采集器，用于自动实时采集在测量过程中信号发生模块与信号输出模块产生的信号数据，并同时将获得的数据传送回计算机。
[0014]优选的，所述铅容器上侧环绕铅保护层，所述铅保护层包括接口相互啮合的两半环形铅层，所述铅保护层下部设置钢支架，所述钢支架下部与探针台底座连接。
[0015]优选的，所述铅容器包括两端开口的罩筒和设置在罩筒下端支撑放射源的铅底座，所述铅底座与罩筒孔轴配合隔离罩筒下端开口，待测芯片置于所述铅容器的罩筒上端开口处，所述铅底座、罩筒和待测芯片形成放置放射源的储存仓，所述放射源通过罩筒的上端开口对所述待测芯片进行电离辐射。
[0016]优选的，所述系统还包括辐射防护暗箱，所述探针测试平台设置在辐射防护暗箱内，所述探针台底座上设置调节待测芯片的空间位置的空间位置调节装置；所述空间位置调节装置包括三个金属遥杆，金属遥杆穿过辐射防护暗箱调节探针高度、铅容器水平位置和铅容器水平旋转角度。
[0017]优选的，所述显微镜对应于待测芯片的上方，并通过电子目镜与计算机连接输出。
[0018]本发明技术方案为了克服测试结果不准确等问题，本发明技术方案对半导体器件电离辐射损伤进行实时在线的测量，并且运用脉冲1-V、脉冲C-V与On-The-Fly测量技术将测试速度提高到了微秒级，可以更好地观测到器件的电离辐射损伤。另外，本发明在一套系统中通过程序控制来完成脉冲1-V、脉冲C-V、On-The-Fly的自动测量，并且能快速保存测量数据，同时完成实验数据自动生成所需电子特性曲线。
[0019]本发明技术方案中新型的可用于MOS芯片Y射线辐射响应的实时在线测试系统，包括辐射响应探针台、脉冲1-V测试系统、脉冲C-V测试系统和On-The-Fly测试系统，所述系统在测量时，放射源置于铅容器内，待测芯片置于所述铅容器上端开口处，所述待测芯片连接探针、上方有观测芯片和探针的显微镜，所述探针连接于脉冲1-V、脉冲C-V和On-The-Fly测试系统。
[0020]所述铅容器上端置于铅保护层中、下端置于可远程调节位置的铅容器底座上。
[0021]所述可远程调节位置的铅容器底座可通过三个金属遥杆对铅容器位置进行调节，所述金属遥杆穿过保护箱分别调节探针高度、铅容器水平位置和铅容器水平旋转角度。
[0022]所述铅容器包括罩筒和铅底座，测量时所述放射源放置于罩筒的储存仓内，储存仓底部由铅底座固定，所述放射源通过罩筒的上端小孔对所述待测芯片进行电离辐射，所述底座在实验结束时与罩筒连接储存放射源。
[0023]所述铅容器上侧环绕铅保护层，所述铅保护层包括两个半环形铅层，所述半环形铅层接口处为锯齿形结构，所述铅保护层下部还包括钢支架，所述钢支架下部连接于探针台底座。
[0024]所述探针测试平台还包括钢支架，所述钢支架上端设置探针座和空间位置调节装置；所述探针座设置在空间位置调节装置上端。
[0025]所述探针连接于脉冲1-V测试系统、脉冲C-V测试系统和On-The-Fly测试系统，所述测试系统均包括程序控制模块、信号发生模块、信号输出模块和数据接收模块。
[0026]所述信号发生模块包括信号发生器和数据传输接口，该模块通过计算机上的数据传输接口由程序控制模块控制自动产生周期、电压峰值、边沿上升时间、以及脉冲数量均可变的脉冲信号，并将这些通过数据传输接口传送给待测芯片。
[0027]所述信号输出模块可分为1-V电流转换模块与C-V电流转换模块。所述1-V电流转换模块包括一个直流电压源和一个可变电阻，当信号发生模块在被测器件上加一脉冲电压，该器件将会产生微小电流，所述1-V电流转换模块将此微小电流放大并转化为电压信号以便数据接收，所述调节可变电阻控制微小电流信号放大倍数；所述脉冲C-V电流转换模块由一电流/电压放大器构成，所述电流/电压放大器将C-V测试过程中器件产生的微小漏电流放大并转化为电压信号，程序控制模块调节放大器放大倍数。
[0028]所述数据接收模块包括一台高速A/D转换功能的数据采集器，由程序控制模块自动实时采集在测量过程中信号发生模块与信号输出模块产生的信号数据，并同时将获得的数据传送回计算机。
[0029]一般的半导体材料电离辐射损伤测试运用“过辐射”方法即对半导体器件进行辐照过后，再进行辐射损伤测量及分析。但是一段时间后电离辐射对半导体材料所造成的损伤会有明显的退化，另外，传统的1-V与C-V测量手段测试速度为秒级，不能较好的观测到辐射损伤。为了克服以上问题，研究者对半导体器件电离辐射损伤进行实时在线的测量，并且运用脉冲1-V、脉冲C-V与On-The-Fly测量技术将测试速度提高到了微秒级，可以更好地观测到器件的电离辐射损伤。
[0030]本发明属于MOS芯片辐射响应测试领域，涉及MOS芯片性能的测试装置和脉冲Ι-v, C-V、On-The-Fly测量系统，具体涉及一种MOS芯片、射线辐射响应的实时在线测试系统。
[0031]本发明提供一种可用于MOS芯片Y射线辐射响应的实时在线测试装置，解决了现有技术和现有设备无法对MOS芯片进行Y射线辐射响应的同时利用脉冲1-V、脉冲C-V、On-The-Fly等技术实时监控的技术难题。[0032]本发明建立了一个安全可靠的可针对MOS芯片Y射线响应实验进行自动的实时在线监控的测试系统，解决了辐射实验中的操作人员安全隐患，简化了测试步骤，降低了测试成本；同时，实现程序自动控制，减少了手动调试时间和误差，提高了研究效率最，帮助研究人员有效地研究Y射线对MOS芯片和相关基础元器件的影响。
[0033]本发明技术方案中通过对探针台芯片底座的改进，使得铅容器可以作为MOS芯片底座在实验中放置放射源，并且在铅容器上端盛放MOS芯片时不影响探针与之正常接触。铅容器上侧环绕铅保护层，以保护芯片水平面以上的操作人员的实验环境不被电离辐射影响。铅保护层包括两个半环形铅层，所述半环形铅层接口处为锯齿形结构，该锯齿形结构避免了铅层接口处的电离辐射泄露。铅容器和半环形铅层的厚度经过如下公式(I)进行过严格的理论计算并经外部剂量当量的实际测量，实验环境安全。
[0034]其中公式(1为:
[0035]H=A.r/r2 (I)；
[0036]该公式为表示在距离伽马辐射源r(单位:m)处的照射量率H，式中A为伽马源放射活度(单位:Bq)，r为照射率常数的SI (单位=OnAkg-1),其物理意义是:伽马辐射源每衰变一次在距离伽马辐射源Im处的空气中所产生的照射量，照射量率的单位为=Okg-Ss'所采用放射源的活度为1.llE9Bq(0.03Ci )，通过计算可得到裸源在Im处的剂量率值如下:
[0037]裸源Im 处的剂量率=0.03X0.325R.τα.IT1Cr1X InT2
[0038]= 9.75 X 10^3RA
[0039]= 0.090675mSv/h ；
[0040]上式中R为单位伦琴，IR = 0.0093SV，所以有此换算结果。为了保证实验人员的人身安全，必须将剂量率值缩少为原来的0.090675/0.01~9，所以必须通过屏蔽使Im处的剂量率值减弱为原来的1/9。查表可得到减弱到10倍分别所需要的水为57.3cm，混凝土为
26.5cm，铅为2.34cm，铁为7.18cm。由于需要长期存储并保证除工作人员的其他人不能接触到放射源，又要方便于实验工作，所以选择占用体积较小的铅作为屏蔽材料，当然铅的易加工性也是选择的原因之一。
[0041]作为工艺上的考虑，最终将实验所用铅罐的厚度定为2.5cm,以保证人体在辐射环境中的安全。
[0042]另外，本发明在探针台中加入三个金属遥杆，使探针位置、MOS芯片位置能够在安全的距离外被操控。在实验时，操作人员需要在安全距离外通过金属摇杆操作整个芯片位置的调试，因此探针和芯片位置情况被显微镜观测后通过电子目镜向计算机显示屏输出，使得调试准确。
[0043]本发明技术方案引入脉冲1-V、脉冲C-V和On-The-Fly测试系统通过探针对MOS芯片的辐射响应进行测量，包括程序控制模块、信号发生模块、信号输出模块和数据接收模块。信号发生模块可由计算机控制发出脉冲的边沿上升/下降时间为10微秒至I毫秒，精度I微秒；可产生最高电压为5V的脉冲信号；脉冲周期可变并能发出多个连续的脉冲信号。信号输出模块分为ι-v电流转换模块和C-V电流转换模块。1-V电流转换模块由直流电压源与可变电阻构成，直流电压源产生偏压使待测器件导通产生电流，可变电阻可以调节电流放大转化为电压信号后的电压增益。由于C-V测试过程中器件产生的电流十分微小，当通过电阻放大电流时会产生延迟，因此需用C-V电流转换模块控制一个可编程电流/电压放大模块来放大漏电流。通过该信号输出模块电流将会被放大并转化为电压信号后经数据接收模块获得并由控制程序保存。
[0044]本发明的脉冲1-V、脉冲C-V和On-The-Fly测试系统具有即时的辐射响应测试功能，在探针台测试的同时对半导体器件进行实时的电离辐射，降低了辐照过后一段时间测试所带来的器件退化消失对测量结果的影响。所述脉冲1-V与脉冲C-V和On-The-Fly测试系统将测量系统程序化，提高了测量精度，同时在短时间内产生脉冲并对结果进行记录，最大程度的避免了辐射后器件退化的恢复对测量的影响。
[0045]相对于现有技术中的方案，本发明的优点是:
[0046]本发明用于MOS芯片Y射线辐射响应的实时在线测试，在探针台中加入金属遥杆和电子目镜，使探针位置、MOS芯片位置能够在安全的距离外被精确的观测和操控。引入一种可以作为MOS芯片底座在实验中放置放射源的铅容器，此铅容器在实验技术后亦可用作存储放射源，铅容器上侧环绕铅保护层，以保护芯片水平面以上的操作人员的实验环境不被电离辐射影响，整个探针台系统实验环境安全，结构简单，性价比高。此发明引入实时在线测试系统，将测试速度提高到了微秒级，可以更好地观测到器件的电离辐射损伤；将脉冲I/V、脉冲C/V、On-The-Fly三种不同的测试方法集中至到一个系统中，简化了测试电路并节约了测试成本；通过计算机用程序控制设置和调试整套系统里所有模块的测量参数，并且能快速保存测量数据，同时完成实验数据自动生成所需电子特性曲线，提高了测试效率与测试精度。
[0047]该技术方案填补了 MOS芯片Y射线辐射响应的实时在线监控的技术空白，为防辐射集成电路以及高K介质辐射响应发展应用奠定了基础。此套测试系统能够帮助研究人员安全、准确地完成辐射实验，并对芯片进行快速的在线测试。
【专利附图】
【附图说明】
[0048]下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述:
[0049]图1为本发明MOS芯片Y射线辐射响应的实时在线测试系统的探针台的结构示意图；
[0050]图2为本发明MOS芯片Y射线辐射响应的实时在线测试系统的探针台的另一结构示意图；
[0051]图3为本发明MOS芯片Y射线辐射响应的实时在线测试系统的探针台的又一结构示意图；
[0052]图4为本发明MOS芯片Y射线辐射响应的实时在线测试系统的On-The-Fly电路结构示意图以及输入输出波形图。
[0053]图5为本发明MOS芯片Y射线辐射响应的实时在线测试系统的脉冲I/V电路结构示意图以及输入输出波形图。
[0054]图6为本发明MOS芯片Y射线辐射响应的实时在线测试系统的脉冲C/V电路结构示意图以及输入输出波形图。
[0055]其中:1为辐射响应探针台；2为直流电压源；3为可变电阻；4为电流/电压放大器；5为电容器件；6为信号发生器；7为数据采集器；9为保护箱；10为放射源；12为待测芯片(M0S器件)(图4、图5中12相同)；13为显微镜；14为探针；15为铅保护层；131为电子目镜；16为钢支架；17为探针台底座；18为金属遥杆(带金属摇杆支撑架)；19为铅容器底座；111为铅容器罩筒；112为铅底座。
【具体实施方式】
[0056]以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本发明而不限于限制本发明的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体厂家的条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规条件。
[0057]实施例
[0058]如图1?图6所示，该可用于MOS芯片Y射线辐射响应的实时在线测试系统，包括辐射响应探针台1、图5所示的脉冲1-V测试系统、图6所示的脉冲C-V测试系统和图4所示的On-The-Fly测试系统。
[0059]所述辐射响应探针台I包括一个置于铅容器内的放射源10，待测芯片12置于所述铅容器上端开口处，所述待测芯片12连接探针14，所述探针14连接于脉冲1-V测试系统、脉冲C-V测试系统和On-The-Fly测试系统。所述铅容器包括罩筒111和铅底座112，罩筒111上端置于铅保护层15中、下端置于可远程调节位置的铅容器底座9上。所述铅容器上侧环绕铅保护层15，所述铅保护层15包括两个半环形铅层，所述半环形铅层接口处为锯齿形结构，所述铅保护层下部还包括钢支架16，所述钢支架16下部连接于探针台底座17。
[0060]以下对图4?图6脉冲1-V、脉冲C-V和On-The-Fly测试系统的三个电路进行分别说明:
[0061 ] 所述脉冲1-V、脉冲C-V和On-The-Fly测试系统均通过探针17对MOS芯片的辐射响应进行测量，脉冲1-V测试系统和On-The-Fly测试系统均包括一个信号发生器6、一个直流电压源2、一个与直流电压源串联的可变电阻3和一台具有A/D转换功能的数据采集器
7。测量时，所述脉冲1-V测试系统通过计算机上的数据传输接口由所述信号发生器6自动产生脉冲信号，并通过数据传输接口将脉冲信号传送给待测芯片12，所述脉冲信号的周期、电压峰值、边沿上升时间以及脉冲数量可以根据计算机程序控制发生变化。当所述信号发生器6将脉冲信号传送给待测芯片12，在待测芯片12上形成脉冲电压，所述待测芯片12产生微小电流。所述直流电压源2和与直流电压源串联的可变电阻3将待测芯片12产生的微小电流放大并转化为电压信号，所述可变电阻3调节控制微小电流信号放大倍数。所述电压信号由一台具有A/D转换功能的数据采集器7自动实时采集在测量，并同时将获得的数据传送回计算机。
[0062]脉冲C-V测试系统包括一个信号发生器6、一台电流/电压放大器4和一台具有A/D转换功能的数据采集器7，测量时，所述脉冲C-V测试系统通过计算机上的数据传输接口由所述信号发生器6自动产生脉冲信号，并通过数据传输接口将脉冲信号传送给电容器件5，所述脉冲信号的周期、电压峰值、边沿上升时间以及脉冲数量可以根据计算机程序控制发生变化。当所述信号发生器6将脉冲信号传送给电容器件5，在所述电容器件5上形成微小的充放电流。所述电流/电压放大器4将电容器件5产生的充放电流放大并转化为电压信号。所述电压信号由一台具有A/D转换功能的数据采集器7自动实时采集在测量，并同时将获得的数据传送回计算机。
[0063]所述铅容器上侧环绕铅保护层15，所述铅保护层15包括接口相互啮合的两半环形铅层，所述铅保护层下部设置钢支架16，所述钢支架16下部与探针台底座17连接。
[0064]所述铅容器包括两端开口的罩筒111和设置在罩筒下端支撑放射源的铅底座112，所述铅底座与罩筒111孔轴配合隔离罩筒下端开口，待测芯片12置于所述铅容器的罩筒111上端开口处，所述铅底座、罩筒111和待测芯片12形成放置放射源10的储存仓，所述放射源10通过罩筒111的上端开口对所述待测芯片12进行电离辐射。
[0065]所述系统还包括辐射防护暗箱9，所述探针测试平台设置在辐射防护暗箱9内，所述探针台底座上设置调节待测芯片12的空间位置的空间位置调节装置；所述空间位置调节装置包括三个金属遥杆18，金属遥杆18穿过辐射防护暗箱9调节探针14高度、铅容器水平位置和铅容器水平旋转角度。所述显微镜13对应于待测芯片12的上方，并通过电子目镜131与计算机连接输出。
[0066]所述探针连接于脉冲1-V测试系统、脉冲C-V测试系统和On-The-Fly测试系统，所述测试系统均包括程序控制模块、信号发生模块、信号输出模块和数据接收模块。所述程序控制模块包括一台计算机和控制测量系统，该模块由计算机对整套测试系统包括信号发生、信号输出和数据采集进行控制。所述信号发生模块包括信号发生器和数据传输接口。所述信号输出模块可分为1-V电流转换模块与C-V电流转换模块。所述1-V电流转换模块包括一个直流电压源2和一个可变电阻3，所述脉冲C-V电流转换模块由一电流/电压放大器4构成，程序控制模块调节放大器放大倍数。所述数据接收模块包括一台高速A/D转换功能的数据采集器。
[0067]进行MOS芯片Y射线辐射响应的在线测试时，将保存放射源10的铅容器小心的打开，将铅容器的罩筒111放置于探针台底座17上，迅速的将待测芯片12置于所述铅容器上端开口处并且将铅保护层15移动至所需位置以保护实验人员。将保护箱9外壳合上，通过电子目镜观测探针与芯片接触位置，通过金属摇杆18调节探针至适当位置。通过计算机操作脉冲测试系统产生可控信号传输至待测芯片，通过数据采集器7采集后传输至计算机自动生成电性曲线。
[0068]具体的MOS芯片Y射线辐射响应的在线测试方法，依次按下列步骤进行:
[0069]A.将含有放射源的铅容器的罩筒放置于探针台底座上；
[0070]B.将待测芯片置于铅容器上端开口处，移动铅保护层；
[0071]C.调节探针位置；
[0072]D.通过计算机控制输入脉冲信号生成输出信号。
[0073]上述实例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人是能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种MOS芯片Y射线辐射响应的实时在线测试系统，其特征在于所述系统包括辐射响应探针台(I)、脉冲1-V测试系统、脉冲C-V测试系统和On-The-Fly测试系统，所述辐射响应探针台(I)包括内置放射源(10)的铅容器、待测芯片(12)和观测待测芯片变化的显微镜(13)，所述铅容器上端开口，待测芯片(12)放置在铅容器开口处，所述待测芯片(12)上端连接探针(14);所述探针(14)分别与脉冲1-V测试系统、脉冲C-V测试系统和On-The-Fly测试系统连接。
2.根据权利要求1所述的MOS芯片Y射线辐射响应的实时在线测试系统，其特征在于所述测试系统安装均设置有程序控制模块、信号发生模块、信号输出模块和数据接收模块；所述程序控制模块包括与信号发生模块、信号输出模块和数据接收模块连接的计算机，用于控制信号发生模块、信号输出模块和数据接收模块的处理过程，并对数据接收模块获得的数据进行处理，自动生成输入波形、输出波形曲线并保存。
3.根据权利要求2所述的MOS芯片Y射线辐射响应的实时在线测试系统，其特征在于所述信号发生模块包括信号发生器和数据传输接口，所述信号发生模块通过计算机上的数据传输接口由程序控制模块控制自动产生脉冲信号，并通过数据传输接口将脉冲信号传送给待测芯片，所述脉冲信号的周期、电压峰值、边沿上升时间以及脉冲数量根据程序控制模块的控制指令发生变化。
4.根据权利要求3所述的MOS芯片Y射线辐射响应的实时在线测试系统，其特征在于所述信号输出模块包括ι-v电流转换子模块与脉冲C-V电流转换子模块；所述1-V电流转换子模块包括直流电压源(2)和与直流电压源(2)串联的可变电阻(3)，当信号发生模块将脉冲信号传送给待测芯片，在待测芯片(12)上形成脉冲电压，所述待测芯片(12)产生微小电流；所述1-V电流转换子模块将待测芯片(12)产生的微小电流放大并转化为电压信号，所述可变电阻调节控制 微小电流信号放大倍数；所述脉冲C-V电流转换子模块由一电流/电压放大器(4)构成，所述电流/电压放大器将C-V测试过程中电容器件(5)产生的微小漏电流放大并转化为电压信号，并通过程序控制模块调节放大器放大倍数。
5.根据权利要求3所述的MOS芯片Y射线辐射响应的实时在线测试系统，其特征在于所述数据接收模块包括一台具有A/D转换功能的数据采集器，用于自动实时采集在测量过程中信号发生模块与信号输出模块产生的信号数据，并同时将获得的数据传送回计算机。
6.根据权利要求1所述的MOS芯片Y射线辐射响应的实时在线测试系统，其特征在于所述铅容器上侧环绕铅保护层(15)，所述铅保护层(15)包括接口相互啮合的两半环形铅层，所述铅保护层下部设置钢支架(16)，所述钢支架(16)下部与探针台底座(17)连接。
7.根据权利要求6所述的MOS芯片Y射线辐射响应的实时在线测试系统，其特征在于所述铅容器包括两端开口的罩筒(111)和设置在罩筒下端支撑放射源的铅底座(112)，所述铅底座与罩筒(111)孔轴配合隔离罩筒下端开口，待测芯片(12 )置于所述铅容器的罩筒(111)上端开口处，所述铅底座、罩筒(111)和待测芯片(12)形成放置放射源(10)的储存仓，所述放射源(10)通过罩筒(111)的上端开口对所述待测芯片(12)进行电离辐射。
8.根据权利要求6所述的MOS芯片Y射线辐射响应的实时在线测试系统，其特征在于所述系统还包括辐射防护暗箱(9)，所述探针测试平台设置在辐射防护暗箱(9)内，所述探针台底座上设置调节待测芯片(12)的空间位置的空间位置调节装置；所述空间位置调节装置包括三个金属遥杆(18)，金属遥杆(18)穿过辐射防护暗箱(9)调节探针(14)高度、铅容器水平位置和铅容器水平旋转角度。
9.根据权利要求6所述的MOS芯片Y射线辐射响应的实时在线测试系统，其特征在于所述显微镜(13)对应于待测芯片(12)的上方，并通过电子目镜(131)与计算机连接输出。
【文档编号】G01R31/28GK103675646SQ201310364426
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年8月20日 优先权日:2013年8月20日
【发明者】慕轶非, 赵策洲 申请人:西交利物浦大学