[发明专利]基于重离子微束辐照的锗硅异质结晶体管单粒子效应测试方法

权利要求书

1.一种基于重离子微束辐照的锗硅异质结晶体管单粒子效应测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)对被测器件进行预处理：

1a)选取待接受辐照的锗硅异质结晶体管样品，对其电学特性进行全参数测试；

1b)对待接受辐照的锗硅异质结晶体管样品进行去封装处理，去除器件正面局部塑料封装以及表面的钝化层，保留电极的引出管脚；

1c)根据测试获得的器件参数，选取电容、电阻、电感元件，设计制作印刷电路PCB测试板；

1d)将去除封装的锗硅异质结晶体管样品焊接于PCB测试板上，检验锗硅异质结晶体管与测试板的功能是否正常；

2)对检验正常的PCB测试板进行重离子微束辐照，获得锗硅异质结晶体管单粒子效应的电压瞬变规律，定位单粒子效应敏感区域：

2a)将检验正常的PCB测试板置于重离子微束辐照平台的辐照靶室腔体内，连接电路板与靶室的接口；封闭靶室，通过泵体对靶室腔体进行抽真空至预定值；

2b)将PCB测试板的输入端与稳压电源相连，根据锗硅异质结晶体管集电极衬底结的反向偏置状态设置驱动电压；将PCB测试板的输出端与高性能数字示波器相连，设置示波器采集单粒子效应信号的触发电平与测试量程；

2c)开启光学系统，根据内置CCD相机图像，通过控制X-Y移动平台将待测样品调整至光学显微镜的视野中心；使用脉冲激光装置确定辐照初始位置，记录辐照初始位置坐标；移开脉冲激光装置，将重离子出束装置移至记录的辐照初始位置，准备进行辐照测试；

2d)选择入射离子的种类与能量，确定入射离子在锗硅异质结晶体管中的线性能量传递值LET；调节束斑装置，获得聚焦的重离子微束流；选择10μm的X-Y平台移动步径，逐点进行重离子微束辐照；每个离子入射位置停留5～10秒，示波器设置为自动触发、自动保存状态；

2e)当某一位置在重离子辐照下不再发生单粒子效应时，缩小步径至5μm，反方向移动X-Y平台后再次进行辐照，如此反复，直至找到发生单粒子效应的边界坐标；

2f)重复步骤2e)，逐点扫描入射整个器件表面，定位出整个锗硅异质结晶体管的单粒子效应敏感区域，并记录所有发生单粒子效应的入射点处的电压瞬变数据；

3)对记录的所有单粒子效应电压瞬变数据进行处理分析：

处理数字示波器在每一个重离子微束入射点处捕获的单粒子效应电压瞬变数据；对每一个坐标处的多组数据求均值与方差，获得锗硅异质结晶体管单粒子效应的统计规律；获得锗硅异质结晶体管对单粒子效应电荷收集的敏感区域。

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于步骤1a)中的电学特性参数测试包括电流放大系数、开路反向电流、开路击穿电压、截止频率与等效电容。

3.根据权利要求1所述方法，其特征在于步骤1c)中制作PCB测试板，是选择包括一个被测锗硅异质结晶体管、两个输入电阻、两个输出电容和两个输入电感，其中，第一输入电阻R1连接在锗硅异质结晶体管发射极驱动输入端与电源的接地端之间，第二输入电阻R2连接在锗硅异质结晶体管基极驱动输入端与电源的接地端之间，用于防止漏电流击穿；第一输入电感L1连接在锗硅异质结晶体管集电极输入端与电源的驱动电压端之间，第二输入电感L2连接在锗硅异质结晶体管基极驱动输入端与电源的接地端之间，用于消除电源端引入的高频环境噪声；第一输出电容C1连接在锗硅异质结晶体管集电极信号输出端与示波器之间，第二输出电容C2连接在晶体管基极信号输出端与示波器之间，用于采集脉宽在纳秒量级的单粒子瞬态信号。

4.根据权利要求1所述方法，其特征在于步骤1d)中检验锗硅异质结晶体管与测试板的功能是否正常，是将焊接有锗硅异质结晶体管的PCB测试板通电后接入示波器，观测示波器的本底信号值，若本底电压小于15mV，则判定功能正常，否则为不正常。

5.根据权利要求1所述方法，其特征在于步骤2b)中根据锗硅异质结晶体管集电极衬底结的反向偏置状态设置驱动电压，是当集电极为n型、衬底为p型时，将集电极的驱动电源接正向外加电压；当集电极为p型、衬底为n型时，将衬底的驱动电源接正向外加电压。