双极型器件低剂量率辐射损伤增强效应试验的预处理系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电子技术领域，特别涉及一种双极型器件低剂量率辐射损伤增强效应试验的预处理系统及方法。
【背景技术】
[0002]双极型器件在模拟集成电路、混合信号集成电路及超高速射频集成电路中取得广泛应用。但当这些产品应用于空间环境、地面上有辐射的环境时，器件将面临长时间、高能量、大剂量的粒子辐射，器件及其电路性能将会退化，系统寿命会显著减少。双极型晶体管与线性电路在低剂量率辐射下电学性能的退化会远大于高剂量率辐射下电学性能的退化，这称为低剂量率福射损伤增强效应(Enhanced low dose rate sensitivity，ELDRS)。研宄结果表明:辐射诱生界面态及相关电学参数的退化在两种环境下将相差六倍以上。基于该效应，通常实验室采用的高剂量率辐射试验前并不能准确预测与评估双极型晶体管与线性电路在空间低剂量率辐射环境下的使用寿命及电学可靠性。根据美军标STD-883J方法1019.9、欧空局标准ECSS-22900、国军标GJB 762.2_89、航天QJ 10004-2008等标准，均规定双极型器件与线性电路必须采用低剂量率进行总剂量地面模拟试验，其剂量率需介于10_4-10_2rad/s范围内。根据宇航标准，宇航用的双极型器件与线性电路必须至少能承受100K rad的总剂量辐射。但是，如果采用低剂量率地面模拟试验来预估双极型器件及线性电路在空间环境下的使用寿命及电学可靠性，则需花费约两千小时的机时及上百万元的试验费用，对于业界而言这是相当昂贵的。后来，研宄发现通过在双极型器件的氧化层或硅界面处通过注入氢分子，可有效加速其ELDRS效应，从而实现高剂量率辐射条件下的加速退化，即能通过高剂量率辐射试验来模拟低剂量辐射损伤增强效应，从而提升预测与评估双极型晶体管在空间低剂量率辐射环境下的使用寿命及电学可靠性的准确性，同时也减少试验机时及费用。但是，目前缺乏用于在双极型器件的氧化层或硅界面处注入适当浓度氢分子进行预先处理的专用工具。
【发明内容】
[0003]基于此，本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种双极型器件低剂量率辐射损伤增强效应试验的预处理系统及方法，双极型器件低剂量率辐射损伤增强效应试验的预处理系统能够有效地在双极型器件的氧化层或硅界面处掺入预定浓度的氢分子。
[0004]其技术方案如下:
[0005]一种双极型器件低剂量率辐射损伤增强效应试验的预处理系统，其特征在于，包括依次序连通的真空泵、测压装置、控温装置和氢气供给装置，真空泵与测压装置之间设有第一调节阀，控温装置与氢气供给装置之间设有第二调节阀，控温装置包括密封盖和能够容纳双极型器件的主体，密封盖与主体的开口相适配，主体与测压装置、氢气供给装置分别连通。
[0006]在其中一个实施例中，所述密封盖上设有透明的视窗。
[0007]在其中一个实施例中，所述真空泵与所述第一调节阀之间设有宝塔式接头，所述真空泵通过软管与该宝塔式接头连通。
[0008]在其中一个实施例中，所述第一调节阀和第二调节阀均为手动式直通阀。
[0009]在其中一个实施例中，所述测压装置包括三通阀和压力表，三通阀与压力表、所述第一调节阀、所述控温装置的主体分别连通。
[0010]在其中一个实施例中，所述密封盖与所述主体铰链式连接。
[0011]一种双极型器件低剂量率辐射损伤增强效应试验的预处理方法，包括如下具体步骤:
[0012]将双极型器件放入控温装置的主体内，通过密封盖进行密封；
[0013]关闭第二调节阀，打开第一调节阀，开启真空泵，通过测压装置检测并显示主体内的气压值；
[0014]当气压值小于第一预定值时，关闭第一调节阀，打开第二调节阀，氢气供给装置向控温装置的主体内通入氢气；
[0015]当气压值达到第二预定值时，关闭第二调节阀，控温装置将主体内的温度保持在预定温度，保持预定时间；
[0016]预定时间之后，开启真空泵，打开第一调节阀，真空泵将主体内的氢气抽走；
[0017]打开密封盖，取出双极型器件。
[0018]下面对前述技术方案的优点或原理进行说明:
[0019]上述双极型器件低剂量率辐射损伤增强效应试验的预处理系统，控温装置用于提供双极型器件掺氢处理的场所和环境(如主体、主体内适当的温度)，真空泵用于调控控温装置的主体内的气体环境(如抽真空、抽氢)，测压装置用于显示控温装置的主体内的气压值，氢气供给装置用于向主体内提供氢气，本系统能够有效地在双极型器件的氧化层或硅界面处掺入氢分子。
[0020]上述双极型器件低剂量率辐射损伤增强效应试验的预处理方法，通过调节主体内的预定温度、氢气浓度及保持预定时间，能使双极型器件的氧化层或硅界面处掺入的氢分子浓度达到符合试验要求的预定浓度。
【附图说明】
[0021]图1为本发明实施例所述的双极型器件低剂量率辐射损伤增强效应试验的预处理系统的结构示意图；
[0022]图2为图1中双极型器件低剂量率辐射损伤增强效应试验的预处理系统的剖面示意图。
[0023]附图标记说明:
[0024]1、控温装置，11、主体，12、密封盖，13、视窗，2、真空泵，21、软管，3、第一调节阀，
31、宝塔式接头，4、测压装置，41、三通阀，42、压力表，5、第二调节阀，6、氢气供给装置。
【具体实施方式】
[0025]下面对本发明的实施例进行详细说明:
[0026]如图1-2所示，为一种双极型器件低剂量率辐射损伤增强效应试验的预处理系统，包括依次序彼此通过管道连通的真空泵2、测压装置4、控温装置I和氢气供给装置6，真空泵2与测压装置4之间设有第一调节阀3，控温装置I与氢气供给装置6之间设有第二调节阀5，控温装置I包括密封盖12和