一种用于芯片总剂量效应模拟的伽马辐照试验装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于芯片总剂量效应模拟的伽马辐照试验装置，包括样品安装子装置和屏蔽子装置，样品安装子装置用于安装实验样品，屏蔽子装置设置于样品安装子装置的前侧，以降低升降源过程中钴源对样品的辐照剂量；通过采用高Z材料的快门和准直器进行辐射屏蔽，能够避免大幅降低辐射场的均匀性，同时有效降低升源和降源过程中的累积剂量在总辐照剂量中的占比，从而提高辐照到芯片样品上的伽马剂量的测量准确性。采用本发明专利技术中公开的装置，在满足辐照到芯片样品上伽马不均匀性小于10％的基础上，降低升源和降源过程中的累积剂量在总辐照剂量中的占比，以提高辐照到芯片样品上的伽马剂量的测量准确性，为芯片总剂量效应试验评估奠定可靠基础。估奠定可靠基础。估奠定可靠基础。

【技术实现步骤摘要】
一种用于芯片总剂量效应模拟的伽马辐照试验装置


[0001]本专利技术属于抗辐照应用
，具体涉及一种用于芯片总剂量效应模拟的伽马辐照试验装置。

技术介绍

[0002]空间辐射环境中的高能带电粒子入射到航天器内部芯片会诱发总剂量效应，造成芯片性能衰退，如漏电流增大，阈值电压漂移，甚至功能失效。这种效应与辐射的种类和能谱无关，只与最终通过电离作用沉积的总能量有关，属于累积效应。
[0003]空间辐射环境中对总剂量效应有贡献的主要是地球辐射带的电子和质子，其次是太阳宇宙线质子。在航天器设计工程中，必须保证芯片在任务期内受到的总电离辐射剂量不会超过剂量阈值。
[0004]当前，国内外开展芯片的空间总剂量效应地面模拟试验，主要采用钴源(Co
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60源)。通过Co
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60衰变产生的伽马射线辐照芯片，同时监测相关电参数，根据电参数随辐照伽马剂量的退化程度来评价芯片的抗总电离剂量能力是否满足设计要求。
[0005]一般地，利用钴源开展总剂量效应辐照试验，需提前对芯片辐照点进行剂量率标定，然后通过限定辐照时间来使辐照剂量达到预定值。由于钴源平时置于地下水池中，辐照时需从水池中将辐照源提起(升源)，然后再辐照芯片样品，辐照到预定时间后辐照结束，再将钴源降入水池(降源)。辐照时长是从升源完成后开始，到降源开始时结束，显然，升源和降源过程中的辐照剂量会影响总的辐照剂量的测量准确性，且由于升降源过程中整个伽马辐射场发生改变，均匀性和能谱均有变化，不能通过数据处理或者对升降源过程中的剂量进行单独探测等方式进行精确修正。
[0006]根据调研结果，以原子能院的钴源(距离源20cm的剂量率3766Gy/h)为例，升源和降源时间均在35s附近。对于需要满足抗30krad(Si)要求的芯片，开展辐照试验时升降源过程中的累积剂量占比可高达3.5％。对于需要满足抗20krad(Si)要求的芯片，开展辐照试验时升降源过程中的累积剂量占比可高达5.3％，超过了航天行业标准(QJ10004
‑
2018：宇航用半导体芯片总剂量辐照试验方法)要求剂量测量不确定度小于5％。
[0007]因此，需要降低升源和降源过程对总的辐照剂量影响，以提高芯片总剂量效应辐照试验模拟可靠性，进而提高辐照到芯片样品上的伽马剂量的测量准确性。

技术实现思路

[0008]针对现有技术中存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种用于芯片总剂量效应模拟的伽马辐照试验装置，在满足辐照到芯片样品上伽马不均匀性小于10％的基础上，降低升源和降源过程中的累积剂量在总辐照剂量中的占比，以提高辐照到芯片样品上的伽马剂量的测量准确性。
[0009]为达到以上目的，本专利技术采用的技术方案是：一种用于芯片总剂量效应模拟的伽马辐照试验装置，所述装置包括样品安装子装置，所述样品安装子装置用于安装实验样品，
所述装置还包括屏蔽子装置，所述屏蔽子装置设置于所述样品安装子装置的前侧，以降低升降源过程中钴源对样品的辐照剂量。
[0010]进一步，所述屏蔽子装置包括屏蔽支撑台架，在所述屏蔽支撑台架上设置屏蔽升降台,在所述屏蔽升降台上设置准直器以及快门，实验样品中心以及所述快门的中心和所述准直器光阑中心均处于所述准直器的中心线上。
[0011]进一步，所述样品安装子装置包括样品支撑台架、在所述样品支撑台架上设置样品升降台，在所述样品升降台上设置实验样品支架，所述实验样品支架用于固定实验样品。
[0012]进一步，在所述样品支撑台架与所述样品升降台之间设置若干样品台升降螺杆，以调节所述样品升降台的高度；在所述屏蔽支撑台架与所述屏蔽升降台之间设置若干屏蔽升降螺杆，以调节所述屏蔽升降台的高度。
[0013]进一步，在所述屏蔽升降台上设置快门支架以及准直器夹具，所述准直器夹具上设置准直器，在所述快门支架上设置快门夹具，在所述快门夹具上设置快门，所述快门设置于所述准直器的前侧，所述快门中心的高度与所述准直器光阑中心的高度一致。
[0014]进一步，所述准直器以及所述快门均为高Z材质,所述高Z材质包括铅、钨。
[0015]进一步，所述快门为铅或铅合金材质。
[0016]进一步，所述准直器为钨或钨合金材质。
[0017]进一步，根据60Co伽马射线的减弱倍数确定所述快门和所述准直器的厚度。
[0018]进一步，所述准直器光阑长宽尺寸小于所述快门长宽尺寸。
[0019]本专利技术的有益技术效果在于：采用本专利技术所公开的一种用于芯片总剂量效应模拟的伽马辐照试验装置，通过采用高Z材料的快门和准直器进行辐射屏蔽，能够避免大幅降低辐射场的均匀性，同时有效降低升源和降源过程中的累积剂量在总辐照剂量中的占比，从而提高辐照到芯片样品上的伽马剂量的测量准确性。采用本专利技术中公开的装置，在满足辐照到芯片样品上伽马不均匀性小于10％的基础上，降低升源和降源过程中的累积剂量在总辐照剂量中的占比，以提高辐照到芯片样品上的伽马剂量的测量准确性，为芯片总剂量效应试验评估奠定可靠基础。
附图说明
[0020]图1为本专利技术实施例所述的一种用于芯片总剂量效应模拟的伽马辐照试验装置的左视图；
[0021]图2为本专利技术实施例所述的一种用于芯片总剂量效应模拟的伽马辐照试验装置中的屏蔽子装置的立体图；
[0022]图3为本专利技术实施例所述的一种用于芯片总剂量效应模拟的伽马辐照试验装置中的屏蔽子装置的主视图；
[0023]图4为本专利技术实施例所述的一种用于芯片总剂量效应模拟的伽马辐照试验装置中的屏蔽子装置的后视图；
[0024]其中：1
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快门、2
‑
准直器、3
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屏蔽升降台、4
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屏蔽支撑台架、5
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伽马射线、12
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快门夹具、13
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快门支架、14
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快门开关气动装置、22
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光阑、23
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准直器夹具、32
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屏蔽升降螺杆、61
‑
实验样品、62
‑
实验样品支架、71
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样品升降台、72
‑
样品台升降螺杆、81
‑
样品支撑台架、82
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万向轮。
具体实施方式
[0025]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步描述。
[0026]实施例一
[0027]本专利技术实施例公开一种用于芯片总剂量效应模拟的伽马辐照试验装置，适用于钴源伽马辐照实验装置，用于测量芯片总剂量效应。如图1所示，钴源产生的伽马射线5，经过快门1、再经过准直器2，最后辐照到实验样品上。
[0028]本专利技术实施例公开一种用于芯片总剂量效应模拟的伽马辐照试验装置，所述装置包括两个子装置，即屏蔽子装置和样品安装子装置。屏蔽子装置包括快门1与准直器2。
[0029]样品安装子装置包含本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于芯片总剂量效应模拟的伽马辐照试验装置，所述装置包括样品安装子装置，所述样品安装子装置用于安装实验样品，其特征在于：所述装置还包括屏蔽子装置，所述屏蔽子装置设置于所述样品安装子装置的前侧，以降低升降源过程中钴源对样品的辐照剂量。2.如权利要求1所述的一种用于芯片总剂量效应模拟的伽马辐照试验装置，其特征在于：所述屏蔽子装置包括屏蔽支撑台架，在所述屏蔽支撑台架上设置屏蔽升降台,在所述屏蔽升降台上设置准直器以及快门，实验样品中心以及所述快门的中心和所述准直器光阑中心均处于所述准直器的中心线上。3.如权利要求2所述的一种用于芯片总剂量效应模拟的伽马辐照试验装置，其特征在于：所述样品安装子装置包括样品支撑台架、在所述样品支撑台架上设置样品升降台，在所述样品升降台上设置实验样品支架，所述实验样品支架用于固定实验样品。4.如权利要求3所述的一种用于芯片总剂量效应模拟的伽马辐照试验装置，其特征在于：在所述样品支撑台架与所述样品升降台之间设置若干样品台升降螺杆，以调节所述样品升降台的高度；在所述屏蔽支撑台架与所述屏蔽升降台之间设置若干屏蔽升降螺杆，...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈启明，郭刚，龚毅豪，肖舒颜，刘建成，孙浩瀚，
申请(专利权)人：中国原子能科学研究院，
类型：发明
国别省市：