[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

摘要

本发明提供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，主要解决现有技术无法直接表征损伤机制并精确定位敏感区域的问题。其实现方案是：选择锗硅异质结晶体管样品，测试其电学性能；制作并检验用于辐照的印刷电路PCB测试板，并对锗硅异质结晶体管器件进行试验前的去封装处理；装配辐照平台；设置重离子微束辐照试验的测试条件；进行重离子微束辐照装置的出束位置定位；设置入射重离子的种类与能量；开展重离子微束辐照试验；记录并处理全部的试验数据，获得单粒子效应敏感区域。本发明能精确定位锗硅异质结晶体管单粒子效应敏感区域，提高了实验精度，降低测试成本，可用于针对微电子器件进行宇航抗辐射能力的评估。

主权项

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。