[发明专利]一种用于确定器件单粒子敏感体积厚度的方法

摘要

本发明涉及一种用于确定器件单粒子敏感体积厚度的方法，属于空间辐射效应及加固技术领域。计算激光在敏感体积中沉积的能量，当激光沉积在器件敏感体积单元中的电荷数，达到或超过器件临界电荷便发生单粒子效应，对于不同脉冲激光波长下的单粒子效应临界电荷相同，激光模拟系统的激光诱发得到单粒子效应能量阈值数据，得到器件单粒子效应敏感体积(Sv)厚度。本发明的方法对器件和实验人员无辐射损伤、操作非常便捷、费用廉价，能精确地测量器件敏感体积厚度大小。

主权项

一种用于确定器件单粒子敏感体积厚度的方法，其特征在于：1)由Beer定律可知激光在器件中的能损为： dE dz = - α ( λ ) E 0 ( 1 - R ) exp ( - α ( λ ) z ) 2)激光在敏感体积中沉积的能量为： ΔE = ∫ h h + Z dE dz f ( z ) dz = ∫ h h + Z - α ( λ ) ( 1 - R ) E 0 exp ( - α ( λ ) z ) f ( z ) dz - - - ( 1 ) 3)当激光沉积在器件敏感体积单元中的电荷数，达到或超过器件临界电荷便发生单粒子效应，脉冲激光诱发器件发生单粒子效应的临界电荷为： Q C = ΔE ϵ laser e - - - ( 2 ) 将(1)式带入(2)式，化简便可得：QC＝(1-R)E0exp(-α(λ)Z)[exp(α(λ)h)-exp(-α(λ)h)]e/εlaserZ (3)4)激光模拟系统的波长λ1为1064nm和波长λ2为1079nm的激光诱发的单粒子效应能量阈值数据分别为E1和E2，便有： E 1 ( 1 - R ) exp ( - α ( λ 1 ) Z ) ( exp ( α ( λ 1 ) h - exp ( - α ( λ 1 ) h ) ϵ laser e = E 2 ( 1 - R ) exp ( - α ( λ 2 ) Z ) ( exp ( α ( λ 1 ) h - exp ( - α ( λ 2 ) h ) ϵ laser e - - - ( 4 ) 5)由于激光波长为1064nm和激光波长为1079nm的穿透深度为几百微米，远远大于器件钝化层，即h＜＜1/α，对方程(4)化解，可得测量器件敏感体积厚度为： Z = ln ( E 2 α ( λ 2 ) E 1 α ( λ 1 ) ) α ( λ 2 ) - α ( λ 1 ) - - - ( 5 ) 把实验中获得的不同激光波长的单粒子效应能量阈值E1和E2代入公式(5)中，便可得到器件单粒子效应敏感体积厚度Z。