一种辐照剂量计探头及辐照剂量计系统技术方案

本实用新型专利技术公开一种辐照剂量计探头，剂量计探头包括基于BCD工艺的P沟道LDMOS器件。本实用新型专利技术还公开了一种辐照剂量计系统，其包括辐照剂量计探头，辐照剂量计探头包括基于BCD工艺的P沟道LDMOS器件。

A Radiation Dosimeter Probe and System

The utility model discloses a radiation dosimeter probe, which comprises a P-channel LDMOS device based on BCD technology. The utility model also discloses an irradiation dosimeter system, which comprises an irradiation dosimeter probe, and an irradiation dosimeter probe comprising a P-channel LDMOS device based on BCD process.

【技术实现步骤摘要】
一种辐照剂量计探头及辐照剂量计系统
本技术涉及半导体固体辐照剂量探测
更具体地，涉及一种辐照剂量计探头及辐照剂量计系统。
技术介绍
随着空间技术、核技术和战略武器技术的发展，各种电子设备已经广泛用于人造卫星、宇宙飞船、运载火箭、远程导弹和核武器控制系统中，构成电子设备的电子元器件不可避免地要处于空间辐射和核辐射等强辐射应用环境之中，但空间带电粒子辐照环境具有异常复杂与多变性，加之卫星运行轨道不同，电离辐照剂量计的工作环境较为恶劣，造成远程在线实时监测系统变得很难，使整个电子设备发生故障。因此，器件的抗辐射加固技术水平的全面提高就显得更为重要和迫切，其中最基本的任务之一就是对空间辐射环境数据的收集和研究，通过对这些数据的收集与研究，一方面可在地面人工模拟空间辐照环境，进行相关元器件的辐照评估实验验证，不仅可以大大减少辐照评估验证方案的实施难度，也极大的降低成本；另一方面，在空间设备运作过程中通过实时监测周边环境的辐照剂量，可有效评估周边环境危险程度，能够及时、有效的规避风险，避免更大的损失。但是，目前的辐照剂量计一般双栅工艺、MOS工艺或SOI工艺等的PMOS阵列，工艺集成度不高、灵敏度不高，不能有效评估周边环境的危险程度，为实际应用造成了隐患。因此，需要提供一种高灵敏度、高集成度和稳定性的辐照剂量计探头及辐照剂量计系统。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种高灵敏度、高集成度和稳定性的辐照剂量计探头及辐照剂量计系统。为达到上述目的，本技术采用下述技术方案：本申请的一方面提供一种辐照剂量计探头，辐照剂量计探头包括基于BCD工艺的P沟道LDMOS器件。优选地，基于BCD工艺的P沟道LDMOS器件的栅极和漏极短接并接地，基于BCD工艺的P沟道LDMOS器件的源极连接至提供偏置的电路，且源极的输出电压作为监测结果输出至下一级电路。优选地，包括上述辐照剂量计探头。优选地，还包括：恒流输出电路，向辐照剂量计探头提供偏置；以及读出电路，连接至辐照剂量计探头的输出端。优选地，基于BCD工艺的P沟道LDMOS器件的栅极和漏极短接并接地，源极连接至大于阈值的偏压，且源极的输出电压作为监测结果输出至下一级电路。优选地，读出电路包括运算放大器，对辐照剂量计探头的输出进行运算放大，作为辐照计量结果输出。优选地，读出模块还包括数据采集电路显示和/或存储辐照计量结果。本技术的有益效果如下：本技术所述技术方案一种高灵敏度、高集成度和稳定性的辐照剂量计探头及辐照剂量计系统。附图说明下面结合附图对本技术的具体实施方式作进一步详细的说明；图1为根据本申请的示例性辐照剂量计系统的结构框图；图2为根据本申请的示例性辐照剂量计探头的示意性结构的剖面图；以及图3为根据本申请的示例性辐照剂量计探头的工作电路的原理图。具体实施方式为了更清楚地说明本技术，下面结合优选实施例和附图对本技术做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本技术的保护范围。应理解，在附图中的元件或部件仅是为了示出它们的结构原理或连接关系，而并不是为了限制尺寸。为了清楚示出某些元件或部件，可能会对其进行局部放大。在本申请中，描述，例如“包括”和“具有”，均是开式的，表示包括但不限于。下面结合附图详细描述本申请的内容。图1为根据本申请的示例性辐照剂量计系统10的结构框图。如图1所示，本申请的示例性辐照剂量计系统10包括辐照剂量计探头101、恒流输出电路103和读出模块105。本申请的辐照剂量计系统10可以应用于空间实时监测、空间数据采集、或者地面模拟实验中。其中，辐照剂量计探头101可以用于监测周边环境的辐照剂量。恒流输出电路103为辐照剂量计探头101提供恒定的偏置，以使的辐照剂量计探头101根据恒流输出电路103提供的偏置，响应于周边环境的辐照剂量产生不同的输出。读出模块105可以对辐照响应进行实时读出和反馈。在具体实施时，读出模块105可以包括运算放大器114，运算放大器114可以是如图1中这样的组成结构，即运算放大器114可以包括运算电路111和放大输出电路113，本领域技术人员应理解，运算输出电路并不限于此，其他运算放大电路的结构也是可以的。运算电路111的输入端与辐照剂量计探头101的输出端连接并对辐照剂量计探头101的输出进行运算，运算包括对所述辐照计量探头101的输出进行高精度计算和误差因子修正，经过运算电路111运算后的结果传输至放大输出电路113。放大输出电路113对运算电路111运算后的结果信号进行放大并输出，从而得到辐照剂量计探头101监测到的辐照剂量结果。读出模块105还可以包括数据采集电路115，数据采集电路115可以存储计算和修正得到的辐照剂量结果以用于后续空间辐照剂量研究和/或对该辐照剂量结果进行显示以用于器件生产与测试。在本实施例中，辐照剂量计探头101包括基于BCD工艺的P沟道LDMOS(P沟道横向双扩散金属氧化物半导体)器件。优选地，在本申请的本实施例中，所用器件是单片集成的。与一般基于单栅工艺的PMOS阵列、基于双栅工艺的PMOS工艺、基于SOI工艺或CMOS工艺的PMOS工艺不同地，BCD(BiCMOS/DMOS)工艺是一种结合了双极、CMOS和DMOS结构的单片IC制造工艺。设计人员可以在双极型器件的高精度模拟、CMOS器件的高集成度和易集成以及功率器件LDMOS之间进行电路的自由选择和组合。进一步优选地，本申请的实施例中，选用BCD工艺的P沟道LDMOS器件作为辐照剂量计探头101，在满足上述高集成度的基础上，进一步具有P-LDMOS器件的结构优势，提高了辐照剂量监测的灵敏度和稳定性。提高了辐照剂量计系统的性能。下面结合图2和图3详细描述辐照剂量计探头101的结构及工作原理。其中，图2为根据本申请的示例性辐照剂量计探头101的示意性结构20的剖面图；以及图3为根据本申请的示例性辐照剂量计探头101的工作电路30的原理图。如图2所示，本申请的BCD工艺的P沟道LDMOS器件构成的辐照剂量探头101为包括栅极G、源极S、漏极D以及衬底B的四端器件。具体地，在本实施例中，包括N阱201、P阱203、场氧205和氧化层207。LDMOS是一种双扩散结构器件，在相同的源/漏区域注入两次，一次注入浓度较大(典型注入剂量1015cm-2)的砷(As)，另一次注入浓度较小(典型剂量1013cm-2)的硼(B)。注入之后再进行一个高温推进过程，由于硼扩散比砷快，所以在栅极边界下会沿着横向扩散更远(图中P阱203)，形成有浓度梯度的沟道，它的沟道长度由这两次横向扩散的距离之差决定。LDMOS器件通常很容易形成0.4至2μm的沟道长度。不论是PMOS阵列还是P沟道LDMOS器件，由于它们的栅抽头下具有场氧，当其受到空间带电粒子辐射时，在电离辐射外加电场的作用下，其栅氧化层中氧化物将辐照剂量转化为电荷，累积正的陷阱电荷，使场氧下形成n+的导电沟道(如图中虚线箭头所示标出了LDMOS的导电沟道)。这会导致器件阈值电压的漂移，漂移的幅度与辐照剂量呈现近乎线性的单调对应关系，利用这样的性质可以通过简单电路实现实时监本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种辐照剂量计探头，其特征在于，所述辐照剂量计探头包括基于BCD工艺的P沟道LDMOS器件，所述基于BCD工艺的P沟道LDMOS器件的栅极和漏极短接并接地，基于BCD工艺的P沟道LDMOS器件的源极连接至提供偏置的电路，且所述源极的输出电压作为监测结果输出至下一级电路。

【技术特征摘要】
1.一种辐照剂量计探头，其特征在于，所述辐照剂量计探头包括基于BCD工艺的P沟道LDMOS器件，所述基于BCD工艺的P沟道LDMOS器件的栅极和漏极短接并接地，基于BCD工艺的P沟道LDMOS器件的源极连接至提供偏置的电路，且所述源极的输出电压作为监测结果输出至下一级电路。2.一种辐照剂量计系统，其特征在于，包括如权利要求1所述的辐照剂量计探头。3.如权利要求2所述的辐照...

【专利技术属性】
技术研发人员：张薇，刘刚，
申请(专利权)人：北京锐达芯集成电路设计有限责任公司，
类型：新型
国别省市：北京,11