[发明专利]一种集成式激光电离效应模拟系统

说明书

技术领域

本发明属于半导体器件辐射效应研究领域，特别是一种集成式激光电离效应模拟系统。

背景技术

现在很多社会应用场景中，都存在着各种各样的辐射因素。当辐射因素与半导体器件之间相互作用时，会引发电离效应、位移效应等物理过程，严重影响器件乃至整个系统的工作性能，甚至可能使之永久失效。因此对辐射效应影响的研究以及对相应抗辐射加固技术是必要的研究课题。

早期，研究人员主要依靠电子直线加速器、各种放射源等大型地面装置开展辐射效应研究。但这些大型地面辐射模拟装置存在如辐射测量范围有限、参数调节非常困难、改变辐射种类和能量需要的时间长、对被测器件有损伤、难于精确提供器件在辐射下的精确时间和空间信息、需要严格的辐射屏蔽和保护措施等局限性，难以满足科研人员在设计初期，在实验室中灵活、快捷、安全地对半导体器件辐射效应和工作性能进行研究和验证的需求。

由于激光可以在半导体器件内产生同某些辐射效应相近的电学特征，因此，激光模拟辐射电离效应方法应运而生，并且得到了国外科研界的推广和认可，在半导体器件辐射效应敏感性测试、抗辐射加固器件的批量筛选以及防护措施验证等方面中证实了其独特优势，可以在很大程度上弥补地面装置模拟方法的不足，具有非常广阔的应用前景。

目前国内现有的激光模拟系统大多为单粒子效应激光模拟系统，且多为单波长试验系统，波长切换成本昂贵，不能满足辐射剂量率效应激光模拟要求。

发明内容

针对目前国内尚无针对剂量率效应激光模拟系统的现状，以及其它地面模拟装置的固有限制。本发明提供了一种集成式激光电离效应模拟系统。该系统可输出266nm、532nm和1064nm三个波段的激光，适应于不同半导体器件辐射电离效应模拟的需求，整个系统操作方便、快捷、测试结果准确、安全性高，可作为大型地面辐照装置的有力补充，对于降低试验成本，提高试验效率，缩短抗辐射加固的设计周期具有重要意义。

本发明的技术方案如下：

一种集成式激光电离效应模拟系统，其特征在于：包括调整底座、光源、衰减与光束调整模块、显微观察模块、测试与存储模块；

所述调整底座，用于稳定支撑整个模拟系统；

所述光源，安装于调整底座上部，用于产生波长为266nm或者532nm或者1064nm的单路激光，并沿水平方向进入到衰减与光束调整模块；

所述衰减与光束调整模块，用于对单脉冲激光的能量进行衰减；

所述显微观察模块，用于对反射出的激光照射到半导体器件测试样品上形成的光斑进行观察；

所述测试与存储模块，用于采集并记录半导体器件测试样品辐射电离效应的响应电信号。

所述调整底座包含调平螺丝和纵向安装于调整底座上的导轨，调平螺丝用于调节调整底座的水平位置，导轨用于调整系统的高度。

所述光源包含脉冲激光器和光路提升器，采用的脉冲激光器可自由切换266nm、532nm或1064nm三种波段的脉冲激光，所述衰减与光束调整模块包括衰减镜片模组、反射镜和遮光罩，脉冲激光器、衰减镜片模组、反射镜均安装于遮光罩内。所述脉冲激光器用于产生波长266nm或者532nm或者1064nm的单路脉冲激光，在空间位置上依次经过衰减镜片模组、反射镜。

优选的，遮光罩的内部表面粗糙，不发生镜面反射，且易拆卸。

所述衰减与光束调整模块，用于对激光进行调整处理，具体结构包括：沿激光水平射入方向上的第一级1/2λ波片，位于第一级1/2λ波片透射光方向上的第一级偏振分光棱镜，位于第一级偏振分光棱镜的透射光方向上的第二级1/2λ波片，位于第二级1/2λ波片的透射光方向上的第二级偏振分光棱镜，位于第二级偏振分光棱镜反射光方向上的光束收集器一，位于第一级偏振分光棱镜的反射光方向上的分光棱镜一，位于分光棱镜一透射光方向上的激光能量计探头一，位于分光棱镜一反射光方向上的光束收集器二。