[發明專利]一種電離輻射總劑量和電磁輻射協和效應測試方法及平臺

在審

• 申請號: 202111153881.7
• 申請日: 2021-09-29
• 公開（公告）號: CN113945833A
• 公開（公告）日: 2022-01-18
• 發明（設計）人: 孟萃;吳平;郭旗;文林
• 申請（專利權）人: 清華大學;中國科學院新疆理化技術研究所
• 主分類號: G01R31/317
• 分類號: G01R31/317;G01R31/3181
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 蔣冬梅;栗若木

本申請實施例公開了一種電離輻射總劑量和電磁輻射協和效應測試方法及平臺，該方法包括：獲取累積了不同電離輻射總劑量的模數轉化器ADC芯片樣本組；對累積了不同電離輻射總劑量的ADC芯片樣本組進行電磁輻射試驗，以獲取所述ADC芯片樣本組中的每個ADC芯片樣本出現電磁輻射協和效應的閾值數據；根據獲取的所述閾值數據擬合ADC芯片的電離電磁輻射協和效應閾值隨電離輻射總劑量的累積而產生的變化趨勢。通過該實施例方案，實現了電離輻射總劑量和電磁輻射瞬態兩種環境應力的共同作用下的ADC性能在線測試。

技術領域

本申請實施例涉及集成電路復雜環境效應及抗擾度測試技術，尤指一種電離輻射總劑量和電磁輻射協和效應測試方法及平臺。

背景技術

在激光約束聚變裝置、高能加速器及外層空間等特殊應用場景中，電子設備將受到復雜的輻射環境因素的嚴酷威脅。其中，高能電離輻射會穿透電子設備外殼和電路封裝，直接作用于敏感半導體器件內部；從而導致晶體管閾值電壓漂移，跨導、漏電流等參數變化，此類累積的損傷稱為總劑量效應。

同時，電離輻射粒子穿透金屬殼體、線纜時，將激勵出瞬態的系統電磁脈沖，該電磁脈沖會通過輻射或者傳導的途徑，通過天線、傳輸線等結構耦合至敏感器件，造成瞬態干擾甚至毀傷。

大量研究表明集成電路的各類累積退化會降低電子設備的電磁輻射抗擾度，模數轉化器(ADC)作為物理診斷設備、遙感設備等重要設備中的關鍵一環，既涉及到模擬信號的采集，又涉及到數字信號的生成和傳輸，極易受到復合輻射環境因素的干擾甚至毀傷。所以，建立復雜輻射環境下電離輻射總劑量和電磁輻射協和效應試驗平臺及方法，對集成電路功能及電子系統可靠性評估具有重要意義。

然而，目前僅存在獨立的電離輻射及電磁輻射實驗測試系統及方法，無法實現電離輻射和電磁輻射共同作用時的集成電路性能進行在線測試。另外，由于電離輻射和電磁輻射的能量傳播特點不同，獨立的測試方法的簡單疊加，難以將電離、電磁輻射能量都限制在被測集成電路上，而不對必要的周圍驅動電路產生影響，故而不適合用于模數轉換器協和效應的測試。

發明內容

本申請實施例提供了一種電離輻射總劑量和電磁輻射協和效應測試方法及平臺，能夠實現電離輻射總劑量和電磁輻射瞬態兩種環境應力的共同作用下的ADC性能在線測試。

本申請實施例提供了一種電離輻射總劑量和電磁輻射協和效應測試方法，可以包括：

獲取累積了不同電離輻射總劑量的模數轉化器ADC芯片樣本組；

對累積了不同電離輻射總劑量的ADC芯片樣本組進行電磁輻射試驗，以獲取所述ADC芯片樣本組中的每個ADC芯片樣本出現電磁輻射協和效應的閾值數據；

根據獲取的所述閾值數據擬合ADC芯片的電離電磁輻射協和效應閾值隨電離輻射總劑量的累積而產生的變化趨勢。

在本申請的示例性實施例中，所述獲取累積了不同電離輻射總劑量的ADC芯片樣本組，可以包括：

進行電離輻射預實驗，確定被測ADC芯片不會失效的電離輻射總劑量上限；

進行電離輻射正式試驗，制作累積有不同電離輻射總劑量的ADC芯片樣本組，其中，每個ADC芯片樣本組的電離輻射總劑量小于所述電離輻射總劑量上限。

在本申請的示例性實施例中，所述確定被測ADC芯片不會失效的電離輻射總劑量上限，可以包括：

選取ADC芯片樣本；對所述ADC芯片樣本進行電離輻射實驗，以獲取初始的電離輻射劑量；

在所述初始的電離輻射劑量的基礎上對所述ADC芯片樣本進行一次或多次電離輻射實驗，直至所述ADC芯片樣本上累加的電離輻射總劑量使所述ADC芯片出現預設效應，停止所述電離輻射實驗，并將累加的電離輻射總劑量作為所述電離輻射劑量上限。