[实用新型]一种便携式的半导体器件加热控温装置

说明书

本实用新型公开了一种便携式的半导体器件加热控温装置，包括加热单元、控温单元和计算机，加热单元与控温单元之间通过远程控制线缆连接，控温单元与计算机之间通过数据通讯线缆连接；所述加热单元包括样品台和加热底座，加热底座上安装有加热管，样品台中部设置有热电偶，热电偶通过屏蔽反馈线与控温单元连接，样品台整体安装于加热底座上；本实用新型适用于高温高剂量环境下的半导体器件辐照损伤试验，以便在缩短辐照时间的情况下，达到等效低剂量辐照损伤增强的目的；该装置可实现样品台上的器件多面受热，可长时间工作于伽马射线等特殊辐照环境中。

技术领域

本实用新型属于半导体器件物理试验领域，具体涉及一种便携式的半导体器件加热控温装置。

背景技术

应用于航空航天、深空探测等领域的半导体器件和集成电路不可避免地会遭受各种高能粒子和射线的辐照，辐照产生的缺陷以及缺陷之间的相互作用会改变器件和电路中材料的能带结构和载流子参数，最终导致器件性能退化，甚至使电路失效，这给卫星和空间站等电子系统的可靠性带来极大隐患。1991年，美国E. W. Enlow等人发现双极型器件具有低剂量辐射损伤增强效应，即某些器件在受到低剂量率辐照下产生的辐射损伤，比在高剂量率条件下产生的损伤要大得多。在地面试验室模拟空间辐照的低剂量率环境是研究如何提高器件和电路可靠性和抗辐照能力的重要方法。真实空间的伽玛射线辐射剂量率范围是10^-4～10^-2rad(Si)/s，要达到一定的总剂量(如100krad)，需要耗费较长的时间，通过直接增大辐射剂量率可以减少时间消耗，但由此得到的抗辐射能力评估与实际空间低剂量率的抗辐射能力相差几倍甚至十几倍。如何有效地进行ELDRS的等效或加速评估十分迫切且意义重大。

目前已有的加速评估的方式主要包括：高温辐照、剂量率切换辐照以及氢气氛辐照等，其中在高温条件下进行高剂量率辐照试验是一种重要且有效的加速评估方法，利用该方法可大幅缩减辐照试验时间，降低试验成本。要在高温条件下进行高剂量率辐照试验除了需要稳定且剂量率可调的辐射场环境之外还必须有能使被辐照器件处于稳定高温状态的控温装置，且该装置放入辐射场中的部分不能包含辐射敏感器件。现有的用于该领域的温控设备或体积较大不易携带，或造价高昂成本太高。

发明内容

本实用新型为克服上述技术缺陷，提供了一种便携式的半导体器件加热控温装置，可对双列直插式半导体器件进行多面均匀加热的控温，适用于伽马射线辐照环境下低剂量率辐射损伤增强效应的加速评估。

本实用新型的技术方案如下：

一种便携式的半导体器件加热控温装置，其特征在于，包括加热单元、控温单元和计算机，加热单元与控温单元之间通过远程控制线缆连接，控温单元与计算机之间通过数据通讯线缆连接；所述加热单元包括样品台和加热底座，加热底座上安装有加热管，样品台中部设置有热电偶，热电偶通过屏蔽反馈线与控温单元连接，样品台整体安装于加热底座上。

所述加热底座上设置有耐高温陶瓷头座，通过耐高温陶瓷头座安装加热管。

所述加热管是碳纤维加热管，所使用的碳纤维加热管具有耐高温、耐腐蚀、防水防爆、发热效率高、升温速度快的特点。通过耐高温陶瓷头座可以实现并联或串联的连接多根碳纤维加热管的结构，因此可以实现不同的功率转换，控温范围为室温~250摄氏度，控温精度为1摄氏度。

所述控温单元包括数字温控仪和单相固态继电器，数字温控仪通过屏蔽反馈线与热电偶连接。

所述热电偶为K型或S型热电偶。

所述样品台的表面开有若干条样品槽，样品槽的开槽方向与加热管排布方向平行，可以将直插式器件插入样品槽中，根据器件大小不同，可以同时对多只器件实现均匀受热。

本实用新型工作时，所述加温单元通过控温单元的单向固态继电器驱动大电流负载，通过实时采集安装在样品台中部的热电偶经屏蔽反馈线反馈温度信息给控温单元的数字温控仪，实现对相应加热段的电阻丝的功率进行调节。