[发明专利]一种锗硅异质结晶体管的电离总剂量效应的测试方法及装置

说明书

本发明提出的一种锗硅异质结晶体管的电离总剂量效应的测试方法及装置，包括：检测多个锗硅异质结晶体管的电学性能，筛选出待测器件；将待测器件分组后与多个PCB板分别对应连接，得到多个待测器件组；将待测器件组固定在真空腔内部的无氧铜板上；对真空腔内进行抽真空；在预设条件下分别检测待测器件组的电学性能；对每个待测器件组的Gummel特性曲线进行对比分析，确定预设温度辐照下，锗硅异质结晶体管受到总剂量效应影响的Gummel特性变化。通过对不同条件下晶体管性能的检测及对比分析，得到极端低温下载流子冻析效应和电离总剂量效应的作用下晶体管的特性变化情况，为了解晶体管在空间极端环境下的可靠性以及提供相应的加固措施提供依据。

技术领域

本申请涉及微电子技术领域，尤其涉及一种锗硅异质结晶体管的电离总剂量效应的测试方法及装置。

背景技术

目前，随着航天任务的日益复杂，航天器的高可靠、长寿命运行成为领域内备受关注的问题。在极其复杂的空间环境中，航天器必须经受空间极端环境的严苛考验，在远比地面工作环境恶劣的条件下保持正常运行。尤其当其应用于卫星壳体外部时，短时间内遭受的粒子辐照急剧增加，电离辐照总剂量效应成为不可忽视的损伤因素。对航天电子器件来说，空间极端环境包含两个重要方面，一是极端的环境温度；二是空间辐照效应。

一般而言，军用器件适应的温度可扩展至-55℃～+125℃。然而，对于执行航天任务的电子器件，其面临的温度变化范围远大于此，在极地陨石坑位置，最低温度可达-230℃。工作于空间环境的电子系统，其工作状态、可靠性和寿命必将受到严重的高能粒子辐照和极端温度的影响，严重时可能导致系统失效。引人注目的是，锗硅异质结双极晶体管SiGeHBT中Ge引起的能带变化与温度密切相关，在极低温度至极高温度范围内可保持工作。但是，极端温度条件和空间粒子辐照仍然会对锗硅异质结双极晶体管的性能和寿命产生明显影响，成为限制电子系统空间可靠应用的重要因素,因此，需要对所应用的锗硅异质结双极晶体管在极端温度下的电离总剂量效应引起的电学性能变化进行测量。现有的辐照总剂量效应测试方法通常是在常温下进行，无法准确反映极端温度对晶体管性能的影响，也无法反映出极端温度和辐照的总剂量效应双重影响下的晶体管的电学性能变化。

发明内容

本申请的目的是提供一种锗硅异质结晶体管的电离总剂量效应的测试方法及装置，为解决现有技术无法准确反映极端温度对晶体管性能的影响，也无法反映出极端温度和辐照的总剂量效应双重影响下的晶体管的电学性能变化的问题。

为解决上述技术问题，根据一些实施例，本申请提供了

一种锗硅异质结晶体管的电离总剂量效应的测试方法，包括：

检测多个锗硅异质结晶体管的电学性能，筛选出待测器件；

将待测器件分组后与多个PCB板分别对应连接，得到多个待测器件组；

将待测器件组固定在真空腔内部的无氧铜板上，调控无氧铜板的温度；

对真空腔内进行抽真空，保持真空腔内达到设定值的真空状态；

在预设条件下分别检测待测器件组的电学性能，获取每个待测器件组的Gummel特性曲线；预设条件包括：参照温度无辐照、参照温度辐照、预设温度无辐照和预设温度辐照，在真空腔内调控无氧铜板的温度以达到参照温度或预设温度；

对每个待测器件组的Gummel特性曲线进行对比分析，确定预设温度辐照下，锗硅异质结晶体管受到总剂量效应影响的Gummel特性变化。

进一步地，方法还包括：在对待测器件进行辐照过程中，将PCB板放置于屏蔽盒内。

进一步地，在进行辐照条件下，当辐照剂量累积达到预设剂量时，检测待测器件的电学性能，获得每组待测器件的Gummel特性。

进一步地，方法还包括：在进行辐照条件下检测时，通过调整PCB板与射线源的距离以达到调节辐照剂量率的大小。