[发明专利]一种脉冲激光等效LET计算方法

说明书

技术领域

本发明主要涉及脉冲激光模拟单粒子效应试验的等效LET值计算方法，尤其涉及一种主要适用于利用脉冲激光从器件背部辐照进行单粒子效应试验时的脉冲激光等效LET值计算方法，可用于航天、航空及地面电子系统中器件开展脉冲激光单粒子效应试验时使用。

背景技术

单粒子效应的准确、快速测试，是开展抗单粒子效应器件研制及其在空间任务中安全可靠应用的不可或缺的流程。然而，利用高能重离子加速器和质子加速器评估航天用元器件的抗单粒子效应水平时，由于大型试验装置的操作及运行的问题，往往会导致试验的周期和成本均大幅提高，严重时甚至会阻碍器件的正常研制与空间任务的顺利交付。因此，从上世纪90年代后期开始，国际上出现了采用脉冲激光模拟单粒子效应的新技术，能快速、低成本的评估元器件的单粒子效应敏感度。

脉冲激光模拟单粒子效应装置相对大型粒子加速器而言，小巧、便捷，具有快速评估元器件单粒子效应的巨大潜力。研究利用脉冲激光评估航天元器件单粒子效应的关键试验技术和理论方法，能为我国航天工程提供准确、高效和廉价的单粒子效应评价技术，促进国产航天元器件的研制，保障我国航天器长寿命，高可靠的运行。

但是，由于脉冲激光本身与半导体材料的相互作用和重离子的机制不完全相同，且聚焦良好的激光微束在半导体材料中的电离径迹也较重离子大，再加上器件表面的钝化层和金属布线层对激光的衰减和阻隔效应，使得准确计算诱发单粒子效应的脉冲激光能量对应的等效线性能量转移（LET）值，成为制约脉冲激光试验方法在工程中应用的主要技术问题。

虽然，近年来从器件背部进行激光辐照的单粒子效应试验方法已得到了广泛的应用，能够有效规避正面金属布线层的影响。但由于器件硅衬底层对激光的衰减的作用，给直接利用传统方法定量计算等效LET值带来了极大的困难。

在已有的专利申请和文献中，只涉及到了脉冲激光模拟单粒子效应基本的测试系统构成及等效LET值计算原理，如专利号为6967491的美国专利的实施例、专利号为RM2002A000382的意大利专利的实施例及专利申请号为201010162010.7的中国专利等均描述了不同的脉冲激光模拟单粒子效应实施装置，对脉冲激光定量评估模拟单粒子效应方法及等效LET值计算均未给出明晰的说明。国内外关于脉冲激光单粒子效应等效LET值计算方法方面的文章诸如《脉冲激光模拟单粒子效应的等效LET计算》、《器件表面钝化层对脉冲激光等效重离子LET值的影响》及《TheoreticalInvestigation of an Equivalent Laser LET》等虽然给出了等效LET值的基本计算原理方法，同时考虑了非线性吸收机制以及器件正面钝化层的反射和折射等因素影响，但均未给出背部辐照器件方式准确计算脉冲激光等效LET值的方法。

发明内容

本发明要解决的问题在于：针对目前脉冲激光单粒子效应试验过程中，缺乏准确等效LET值计算方法的不足之处，提出了一种能够适用于背部辐照器件方式的脉冲激光等效LET值的计算方法。本发明针对上述问题，提出了针对器件背部辐照进行单粒子效应试验的一种新的脉冲激光等效LET值计算方法。

为解决上述方法问题，本发明提供了一种新的脉冲激光等效LET值的计算方法，该计算方法的步骤包括：

（1）根据脉冲激光等效LET值定义式及激光强度随入射深度x的衰减规律，在线性吸收机制下，每个光子产生一个电子空穴对，则脉冲激光等效重离子ELET值为：