[發明專利]大氣中子導致的功率器件的失效率評估方法及裝置

有效

• 申請號: 202010626408.5
• 申請日: 2020-07-02
• 公開（公告）號: CN111929559B
• 公開（公告）日: 2023-05-23
• 發明（設計）人: 彭超;雷志鋒;張戰剛;何玉娟
• 申請（專利權）人: 中國電子產品可靠性與環境試驗研究所（（工業和信息化部電子第五研究所）（中國賽寶實驗室））
• 主分類號: G01R31/265
• 分類號: G01R31/265;G01R31/26
• 代理公司: 華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 繆成珠

本申請涉及一種大氣中子導致的功率器件的失效率評估方法及裝置。方法包括：獲取功率器件在單能粒子源輻照下發生單粒子效應時功率器件的漏端偏壓與單能粒子源的能量的對應關系，其中，功率器件偏置在關態，且功率器件的漏端連接漏端偏壓，源端和柵端接地；根據功率器件的漏端偏壓與單能粒子源的能量的對應關系，獲取功率器件在散裂中子源輻照下的不同漏端偏壓對應的單粒子效應截面；根據單粒子效應截面和功率器件應用時的環境數據獲取功率器件工作在不同漏端偏壓下的失效率。采用本方法能夠提高評估失效率的準確性。

技術領域

本申請涉及輻射效應技術領域，特別是涉及一種大氣中子導致的功率器件的失效率評估方法及裝置。

背景技術

空間宇宙射線在進入地球大氣層時，會與大氣層中的N、O原子發生核級聯反應，生成大量的次級輻射粒子，包括中子、質子、π介子、μ子、電子等。其中的大氣中子構成了地面和大氣層中功率電子系統單粒子效應的主要來源，會導致功率半導體器件大電流燒毀、柵穿等失效，給大量應用功率器件的電力傳輸、交通、工業控制等高可靠性需求系統帶來了嚴重的威脅。

發明內容

基于此，有必要針對上述技術問題，提供一種能夠提高評估失效率的準確性的大氣中子導致的功率器件的失效率評估方法及裝置。

一種大氣中子導致的功率器件的失效率評估方法，所述方法包括：

獲取所述功率器件在單能粒子源輻照下發生單粒子效應時所述功率器件的漏端偏壓與所述單能粒子源的能量的對應關系，其中，所述功率器件偏置在關態，所述功率器件包括增強型功率器件，且所述功率器件的漏端連接漏端偏壓，源端和柵端接地；

根據所述功率器件的漏端偏壓與所述單能粒子源的能量的對應關系，獲取所述功率器件在散裂中子源輻照下的不同漏端偏壓對應的單粒子效應截面；

根據所述單粒子效應截面和所述功率器件應用時的環境數據獲取所述功率器件工作在不同漏端偏壓下的失效率。

在其中一個實施例中，所述獲取所述功率器件在單能粒子源輻照下發生單粒子效應時所述功率器件的漏端偏壓與所述單能粒子源的能量的對應關系包括：

獲取所述單能粒子源的能量Ek；

獲取所述功率器件在所述單能粒子源的能量Ek作用下發生單粒子效應時的最小漏端偏壓Vk；

根據多個所述單能粒子源的能量Ek和所述最小漏端偏壓Vk生成所述功率器件發生單粒子效應時的漏端偏壓與所述單能粒子源的能量的對應關系，其中，k為大于等于1的整數。

在其中一個實施例中，當所述單能粒子源的能量小于預設能量時，所述單能粒子源包括單能中子源；當所述單能粒子源的能量大于等于所述預設能量時，所述單能粒子源包括單能質子源。

在其中一個實施例中，根據所述功率器件的漏端偏壓與所述單能粒子源的能量的對應關系，獲取所述功率器件在散裂中子源輻照下的不同漏端偏壓對應的單粒子效應截面包括：

獲取在所述散裂中子源輻照下發生單粒子效應的所述功率器件的數量n；

獲取所述功率器件發生單粒子效應時的最小漏端偏壓Vk，根據所述功率器件的漏端偏壓與所述單能粒子源的能量的對應關系，獲取所述最小漏端偏壓Vk對應的單能粒子源的能量Ek，并獲取所述散裂中子源中能量大于等于所述單能粒子源的能量Ek的入射中子注量m；

根據在所述最小漏端偏壓Vk下發生單粒子效應的功率器件的數量n和入射中子源的注量m，獲取所述功率器件工作在不同最小漏端偏壓Vk下的單粒子效應截面。

在其中一個實施例中，獲取所述散裂中子源中能量大于等于所述單能粒子源的能量Ek的入射中子注量m包括：

采用如下公式獲取散裂中子源中能量大于等于所述單能中子源的能量Ek的入射中子源的注量m：