【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体器件试验，特别是航天用半导体器件抗辐射能力检测技术。
技术介绍
1、二十世纪以来，我国航空航天工程不断发展，根据《我国低轨卫星互联网发展的问题与对策建议》统计，截至2022年4月10日，全球申请低轨卫星数量已达到74353颗，中国申请数量为14220颗。大多数卫星是空间、遥感、计算机、通信和控制等高技术相结合的产物，这些技术都需要集成电路实现。然而，低轨卫星的轨道高度在300-2000千米，正好位于地球辐射带的内辐射带中。受到太阳活动和地磁场的影响，内辐射带中还有大量的高能带电粒子，这些高能粒子严重威胁飞行器的安全，而首当其冲的就是航天设备中的半导体器件。
2、带电离子入射到硅基半导体器件中，其中质量大能量高的带电粒子促使硅原子离开了原来的晶格位置从而产生空位，并且在其他位置处形成空隙原子。除此之外，硅材料也会吸收入射粒子的能量，破坏体内能带平衡，产生大量的电子空穴对。单个粒子引起的器件失效被称为单粒子效应，包括：单粒子翻转、单粒子烧毁、单粒子栅穿等。辐射过程中，氧化层内也会产生电子空穴对，其中空穴会在电场的作用下漂移到硅氧界面，随着时间的积累氧化层电场逐渐增强直到器件损毁。
3、为了保证用于航空航天工程的芯片拥有足够的抗辐射能力，需要在地面模拟空间辐射环境进行测试。目前针对半导体器件的抗辐射能力测试通常只在开态和关态两种状态进行。然而，随着开关和时钟频率的提高，开关过程中的抗辐射能力也不可忽视，开关过程中器件会经历同时高栅极电压和高漏极电压的偏置情况。碰撞电离的强弱由器件内载流子数量
4、本专利技术所述半导体器件抗辐射能力的检测方法，除了在传统的开启状态和关断状态进行测验外，新增开关过程中和各种极端应力条件下可能出现的栅极和漏极偏置：0≤vgs≤1.25*vcc，vds＝vdd/1.1*vdd，同时新增不同温度下的测验和栅极脉冲偏置条件下的测验。从而更加全面地模拟空间辐射环境中半导体器件在开启、关断、开关过程以及各种极端应力条件下的工作状态，获得更加准确的半导体器件抗辐射能力。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的问题是：提供一种测验半导体器件抗辐射能力的改进方法，从而更加全面地模拟空间辐射环境中半导体器件在开启、关断、开关过程中以及各种极端应力条件下的工作状态，获得更加准确的半导体器件抗辐射能力。
2、为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：
3、一种测验半导体器件抗辐射能力的改进方法，除了在器件关断和器件开启两种工作状态下进行测验外，新增半导体器件抗辐射能力测验时的工作状态、即器件在开关过程中和极端应力条件下可能出现的栅极和漏极偏置；
4、其中器件关断状态对应零栅极偏置：vgs＝0，和高漏极偏置：vds＝0.8*bv，器件开启状态对应工作栅压：vgs＝vcc，和零漏极偏置：vds＝0；新增器件在开关过程中和极端应力条件下可能出现的栅极和漏极偏置对应：0≤vgs≤1.25*vcc，vds＝vdd/1.1*vdd，以捕捉碰撞电离强度和热载流子退化对器件抗辐射能力的影响，其中vgs：栅极偏置电压；vds：漏极偏置电压；vcc：栅极工作电压；vdd：漏极工作电压；bv：击穿电压。
5、作为优选方式，其中新增栅极偏置的具体大小根据待测半导体器件的衬底电流与栅极电压关系选择，用isub-vgs曲线获取待测半导体器件在不同栅极偏置条件下体内的固有碰撞电离水平，然后再根据碰撞电离水平选择辐照试验时的栅极偏置条件，以找到辐射环境中的最坏栅极工作条件。
6、作为优选方式，除了室温，在不同温度条件下测验半导体器件抗辐射能力，以捕捉温度对半导体器件抗辐射能力的影响。
7、作为优选方式，将抗辐射测验时的温度t设置在一个范围内，即tlowest≤t≤thighest，其中tlowest表示最低温度，thighest表示最高温度，不同温度条件由芯片的应用场景决定，军品级元器件的工作温度范围为-55℃≤t≤125℃；对于深空探测之类用途的器件需要选择航天级器件标准中的最高级别-270℃≤t≤200℃进行测验。
8、作为优选方式，待测半导体器件辐射试验时的栅极电压偏置模式为直流模式或者脉冲模式。
9、作为优选方式，测验过程中新增栅极脉冲偏置的占空比和频率的选取规则为：保证高压功率器件不会因为释放过多的热而烧毁，同时尽可能匹配开关器件在空间辐射环境中的真实工作状态。
10、作为优选方式，其中所述半导体器件抗辐射能力既包括半导体器件抗单粒子辐射能力，也包括半导体器件抗总剂量辐射能力。
11、本专利技术的有益效果为：相较于传统测验方法仅在室温进行，本专利技术新增不同温度条件下的半导体器件抗辐射能力测验，以捕捉温度对半导体器件抗辐射能力的影响。测验过程中，传统的测验方法仅在栅极施加直流偏置，本专利技术新增栅极脉冲偏置。其中栅极脉冲的占空比和频率可以根据散热要求和应用环境决定。所述的新增栅极脉冲偏置，其目的为防止部分高压功率器件在直流偏置下因为释放过多的热而烧毁，同时也可以更真实地模拟开关器件在空间辐射环境中的工作状态。
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1.一种测验半导体器件抗辐射能力的改进方法，其特征在于：除了在器件关断和器件开启两种工作状态下进行测验外，新增半导体器件抗辐射能力测验时的工作状态、即器件在开关过程中和极端应力条件下可能出现的栅极和漏极偏置；
2.如权利要求1中所述的一种测验半导体器件抗辐射能力的改进方法，其特征在于：其中新增栅极偏置的具体大小根据待测半导体器件的衬底电流与栅极电压关系选择，用Isub-Vgs曲线获取待测半导体器件在不同栅极偏置条件下体内的固有碰撞电离水平，然后再根据碰撞电离水平选择辐照试验时的栅极偏置条件，以找到辐射环境中的最坏栅极工作条件。
3.如权利要求1中所述的一种测验半导体器件抗辐射能力的改进方法，其特征在于：除了室温，在不同温度条件下测验半导体器件抗辐射能力，以捕捉温度对半导体器件抗辐射能力的影响。
4.如权利要求3中所述的一种测验半导体器件抗辐射能力的改进方法，其特征在于：将抗辐射测验时的温度T设置在一个范围内，即Tlowest≤T≤Thighest，其中Tlowest表示最低温度，Thighest表示最高温度，不同温度条件由芯片的应用场景决定，军
5.如权利要求1中所述的一种测验半导体器件抗辐射能力的改进方法，其特征在于：待测半导体器件辐射试验时的栅极电压偏置模式为直流模式或者脉冲模式。
6.如权利要求5中所述的一种测验半导体器件抗辐射能力的改进方法，其特征在于：新增栅极脉冲偏置的占空比和频率的选取规则为：保证高压功率器件不会因为释放过多的热而烧毁，同时尽可能匹配开关器件在空间辐射环境中的真实工作状态。
7.如权利要求1中所述的一种测验半导体器件抗辐射能力的改进方法，其特征在于：其中所述半导体器件抗辐射能力既包括半导体器件抗单粒子辐射能力，也包括半导体器件抗总剂量辐射能力。
...【技术特征摘要】
1.一种测验半导体器件抗辐射能力的改进方法，其特征在于：除了在器件关断和器件开启两种工作状态下进行测验外，新增半导体器件抗辐射能力测验时的工作状态、即器件在开关过程中和极端应力条件下可能出现的栅极和漏极偏置；
2.如权利要求1中所述的一种测验半导体器件抗辐射能力的改进方法，其特征在于：其中新增栅极偏置的具体大小根据待测半导体器件的衬底电流与栅极电压关系选择，用isub-vgs曲线获取待测半导体器件在不同栅极偏置条件下体内的固有碰撞电离水平，然后再根据碰撞电离水平选择辐照试验时的栅极偏置条件，以找到辐射环境中的最坏栅极工作条件。
3.如权利要求1中所述的一种测验半导体器件抗辐射能力的改进方法，其特征在于：除了室温，在不同温度条件下测验半导体器件抗辐射能力，以捕捉温度对半导体器件抗辐射能力的影响。
4.如权利要求3中所述的一种测验半导体器件抗辐射能力的改进方法，其特征在于：将抗辐射测验时的温度t设置在一个范围内，...
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