[發明專利]用于元器件電離輻照的X射線輻照方法

有效

• 申請號: 201610516217.7
• 申請日: 2016-07-04
• 公開（公告）號: CN105976888B
• 公開（公告）日: 2017-09-29
• 發明（設計）人: 李豫東;于剛;于新;何承發;文林;郭旗
• 申請（專利權）人: 中國科學院新疆理化技術研究所
• 主分類號: G21K1/02
• 分類號: G21K1/02;G21K1/10;G21K5/04;G21K1/00
• 代理公司: 烏魯木齊中科新興專利事務所65106
• 代理人: 張莉

技術領域

本發明屬于核電子學與探測技術領域，涉及一種用于元器件電離輻照的X射線輻照方法，主要用于電子元器件的電離總劑量輻射效應的輻照試驗與測試。

背景技術

電離總劑量效應是輻射環境作用于電子元器件產生的累積輻射效應，可造成元器件的永久損傷，不同于單粒子效應，無法通過斷電、系統復位、備份等措施消除，因此電離總劑量效應一直是電子元器件抗輻射加固的重點。

國際上通過大量的理論計算及科學實踐證明，60Co-γ源、X射線源是研究元器件總劑量效應較為理想的輻射源。60Co-γ源是目前電離輻照普遍采用的輻照裝置，美國、歐洲、中國都制定了相關的輻照試驗標準。但是60Co-γ源作為同位素源不易防護，其裝置及相關基礎設施的建設成本高昂，對環境、安全措施的要求極高。由于60Co-γ源作為同位素源在不間斷地向各個方向發出高能射線，進行元器件電離輻照測試時，通常采用頻繁升降源與離線異地測試的方法，在此過程中器件輻照損傷的退火效應可能給測試結果帶來較大的影響。并且60Co-γ源的射線能量為固定值，對限制輻照的區域主要靠鉛磚等材料進行射線屏蔽，劑量率的調節主要靠元器件樣品與源之間距離的調節，由于放射源在不斷衰退，不同距離處的劑量率也需要反復標定。

對于X射線源輻照，美國制定了標準ASTM F1467-2011：《半導體裝置及集成電路電離輻射效應X射線測試儀的標準使用指南》，對輻照用射線的能量、劑量率、都作了相應規定；并且X射線輻照源輸出的X射線對被測元器件樣品進行輻照的同時，也會通過周圍結構產生大量低能散射。這些散射將導致輻射劑量測量的不確定性，對被測元器件樣品的輻照與參數測試引入偏差。因此，需要對輻照時產生的散射采取有效措施進行防護。但是，目前還無法直接購買到符合上述要求的標準X射線輻射源。

發明內容

本發明目的在于，提供一種用于元器件電離輻照的X射線輻照方法，該方法涉及輻照裝置是由X光管、準直器、限束板、低能散射濾片、電動三維平臺、輻照平臺、激光指示器、水循環進出口組成，該方法實現了X射線能量、劑量率連續可調、輻照束斑連續可調，且可以去除低能散射對輻照結果的影響，為元器件電離輻照提供較理想的條件。該方法將為元器件電離總劑量輻射效應研究及試驗評估提供方便快捷、低成本的電離輻照條件，對提升電子元器件抗輻射加固的基礎支撐能力具有重要意義。

本發明所述的一種用于元器件電離輻照的X射線輻照方法，該方法涉及輻照裝置是由X光管、準直器、限束板、低能散射濾片、電動三維平臺、輻照平臺、激光指示器、水循環進出口組成，在輻照平臺(6)上固定電動三維平臺(5)，在電動三維平臺(5)的上部固定X光管(1)，準直器(2)一端通過螺紋與X光管(1)連接，準直器(2)的輸出口為圓形，并有螺紋接口，通過螺紋接口連接限束板(3)，限束板(3)為圓餅形，在限束板(3)中間有一圓形直通孔，低能散射濾片(4)安裝在限束板(3)與X光管(1)出束口之間，在X光管(1)一端設置有水循環進出口(8)，在電動三維平臺(5)的一側分別固定X光管控制器(10)和高壓程控電源(9)，X光管控制器(10)通過電纜對高壓程控電源(9)輸入控制指令，高壓程控電源(9)通過高壓電纜為X光管(1)提供電源，輻照平臺(6)位于限束板(3)下方，通過激光指示器(7)精確定位，具體操作按下列步驟進行：

a、根據輻照束斑面積，確定限束板(3)的孔徑，并將確定限束板(3)安裝在準直器(2)上；

b、根據X射線能量確定低能散射濾片(4)厚度，并將低能散射濾片(4)安裝在限束板(3)與光管出束口之間；

c、調節電動三維平臺(5)垂直高度，控制X光管(1)的高度，實現預定的束斑面積；

d、打開激光指示器(7)，并調節電動三維平臺(5)水平位置，通過指示點精確定位待測樣品；

e、通過X光管控制器(10)設置X射線能量、束流、輻照時間，對元器件進行輻照。

本發明所述的一種用于元器件電離輻照的X射線輻照方法，該方法涉及各部分的功能是：

X光管(1)通過電壓、電流的調節與控制，放射出一定能量、一定束流的X射線。

準直器(2)用于限制X射線的放射方向，并提供受輻照元器件的定位與對準。

限束板(3)用于限制X射線的放射角度，并控制輻照到樣品上的束斑的大小。

低能散射濾片(4)用于濾除輻照產生的低能散射。

電動三維平臺(5)用于X光管與受輻照元器件之間距離的調節。

輻照平臺(6)用于放置被測的元器件樣品。