УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ НА СОВМЕСТНОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ РАДИАЦИИ И ОДИНОЧНЫХ ИМПУЛЬСОВ НАПРЯЖЕНИЯ
SETUP FOR TEST OF COMBINED ACTION OF RADIATION AND SINGLE VOLTAGE IMPULSES

Изобретение относится к радиационной испытательной технике и может быть использовано при проведении испытаний полупроводниковых приборов (ППП) и интегральных схем (ИС) на стойкость к совместному воздействию импульсного ионизирующего излучения (ИИИ) и одиночных импульсных сигналов напряжения (ОИН). Под стойкостью понимается способность объекта испытаний (ППП или ИС) сохранять в заданных пределах значения параметров в процессе и после воздействия ИИИ и ОИН.
В современных системах испытания на радиационную стойкость принят «пофакторный» подход к проведению испытаний. То есть испытания на радиационную стойкость проводятся отдельно по каждому воздействующему фактору. Однако в ряде случаев при проведении современных физических испытаний для повышения эффективности и качества физических измерений требуется аппаратура, позволяющая, например, моделировать совместное воздействие на испытываемый объект импульсного ионизирующего излучения и однократных импульсов напряжения с одновременным контролем состояния испытываемого объекта.
Известны способ и установка для испытаний ИС на стойкость к воздействию гамма-излучений (патент РФ N 2005308, кл. G01R 31/28, 31/26, 1993) [1]. Способ испытаний включает облучение ионизирующим гамма-излучением интегральной схемы (ИС), определение необходимой для испытаний дозы гамма-излучения, после чего производят отжиг ИС при температуре 400°С в течение одного часа, контролируют выбранные параметры объекта испытаний и получают экспериментальную зависимость вероятности отказа от дозы гамма-излучения.
Для реализации этого способа необходима установка, содержащая источник гамма-излучения, измеритель плотности потока этого излучения, печь для отжига (ИС) и часы. Эти способ и устройство не обеспечивают испытаний ИС на стойкость к одновременному воздействию ИИИ и ОИН.
12
Известна установка [2] для проведении испытаний (ППП) и (ИС) на стойкость к воздействию ионизирующего излучения (журнал Электроника (перевод с английского), том 57. N 23 (704). 1984, с.15-17). Эта установка содержит источник рентгеновского излучения с энергией 10 кэВ, лазер с длиной волны, равной 1,06 мкм, коллиматор рентгеновских лучей, формирователь импульсного лазерного излучения длительностью от 15 до 100 нс и частотой следования 10 имп./с при энергии пучка лазера 350 мДж, что эквивалентно мощности дозы облучения 2-10 рад/с. Эта установка не обеспечивает автоматизации процесса испытаний (ППП) и (ИС) на радиационную стойкость к одновременному воздействию импульсного ионизирующего излучения (ИИИ) и одиночных импульсных сигналов напряжения (ОИН), равномерности этого излучения по поверхности объекта испытаний, регулирования интенсивности излучения и управления состояниями (ППП) и (ИС) в процессе испытаний.
Ближайшим аналогом предлагаемого технического решения является установка для испытаний на радиационную стойкость (патент РФ №2112990 от 02 июля 1996 года) [3], содержащая лазерный излучатель (ЛИ), модулятор лазерного излучения (М), набор светофильтров (СФ) разной пропускной способности, выравниватель амплитудного распределения лазерного излучения (АВИ), блок контроля интенсивности лазерного излучения (БКЛИ), плату подключения испытываемого объекта (ПИО) с контактной панелью и числом контактов не менее числа выводов испытываемого объекта (ПИО), блок согласования и коммутации (БСК), управляющее вычислительное устройство (УВУ) с встроенным программным обеспечением, контроллер связи (КС) блоков установки с (УВУ), устройство запоминания параметров импульсов (УЗИ), электроизмерительный прибор (ИП) и источник электропитания (ИЭ) источника исследуемого объекта (ПИО).
Лазерный излучатель имеет вход сигнала модуляции и выход лазерного излучения. Модулятор имеет вход сигнала запуска и два выхода: сигнала синхронизации и сигнала модуляции. (БКЛИ) имеет вход лазерного излучения и выход контрольного сигнала интенсивности лазерного излучения. (ПИО) имеет контактную панель с числом контактов не менее числа выводов испытываемого объекта (ИО), к которым во время испытаний подключаются выводы объекта испытаний (ИО) с одной стороны и выходы (БСК), имеющего входы напряжений источников электропитания (ИЭ) и выходы измеряемых сигналов на (ЭП), а также буферированный выход сигнала состояния (ИО) на устройство запоминания параметров импульсов (УЗИ). Устройство (УВУ) имеет встроенное программное обеспечение, входы и выходы сигналов управления и информации в формате интерфейса (УВУ). (КС) имеет входы и выходы сигналов управления и информации. (УЗИ) имеет входы сигнала синхронизации модулятора (М), контрольного сигнала (БКЛИ) и буферированного сигнала состояния (ИО), а также входы и выходы сигналов (КС).
Перед измерениями устанавливают (БКЛИ) в месте будущего расположения контактной панели (ПИО) и определяют эквивалентную мощность поглощенной дозы ионизирующего излучения в месте расположения (БКЛИ), затем вместо (БКЛИ) в поле лазерного излучения после (АБИ) размещают панель (ПИО), на которой закрепляют исследуемый объект, и определяют уровень радиационной стойкости (ИО). Такое устройство обеспечивает автоматизацию процесса испытаний (ППП) и (ИС) и достоверность результатов измерения. Однако такая установка (прототип) не позволяет проводить испытания на совместное воздействие радиации (ИИИ) и одиночных импульсов напряжения (ОИН). Техническим результатом, обеспечиваемым заявляемым изобретением, является обеспечение возможности определения стойкости испытываемого объекта к совместному воздействию радиации и одиночных импульсов напряжения, регулировки уровня излучения и амплитуды напряжения с одновременным контролем состояния испытываемого объекта.
Технический результат достигается тем, что установка (Фиг.1) для испытаний на совместное воздействие радиации и одиночных импульсов напряжения на радиационную стойкость полупроводниковых приборов (ППП) и интегральных схем (ИС) содержит лазерный излучатель (ЛИ) 1, модулятор лазерного излучения (М) 2, светофильтр (СФ) 3, выравниватель амплитудного распределения лазерного излучения (АВИ) 4, блок контроля лазерного излучения (БКЛИ) 5, плату подключения исследуемого объекта (ПИО) 6, блок согласования и коммутации (БСК) 7, управляющее вычислительное устройство (УВУ) 8, контроллер связи (КС) 9, устройство запоминания параметров импульсов (УЗИ) 10, электроизмерительный прибор (ЭП), источники электропитания исследуемого объекта (ИЭ) 12 и генератор импульсных сигналов (ГИС) 13.
Управляющий вход лазерного излучателя (ЛИ) 1 соединен с выходом модулятора (М) 2, второй выход модулятора соединен с входом устройства запоминания параметров импульсов (УЗИ) 10. Выход (БКЛИ) 5 соединен с входом устройства (УЗИ) 10. Выход платы подключения исследуемого объекта (ПИО) 6 подключен к входу блока коммутации и согласования (БСК) 7. Выход источника буферированного сигнала состояния соединен с соответствующим входом (УЗИ) 10, а его входы и выходы напряжений питания и сигналов состояния исследуемого объекта соединены с соответствующими входами измерительных приборов (ЭП) 11 и выходами источников электропитания (ИЭ) 12. Выходы и входы цифровых сигналов (УВУ) 8 соединены с соответствующими входами и выходами цифровых сигналов (КС) 9, в свою очередь его вторые входы и выходы цифровых сигналов соединены с соответствующими выходами и входами (УЗИ) 10.
Апертуры лазерного излучателя 1, (СФ) 3 и (АВИ) 4 в пространстве установлены друг за другом соосно. После (АВИ) 4 установлена перпендикулярно оптической оси излучателя контактная панель (ПИО) 6 с исследуемым объектом или (БКЛИ) 5.
Перед измерениями устанавливают (БКЛИ) на место будущего расположения контактной панели (ПИО) и определяют эквивалентную мощность поглощенной дозы в месте расположения (БКЛИ), затем вместо (БКЛИ) в поле лазерного излучения после (АВИ) размещают контактную панель ПИО, на которой закрепляют исследуемый объект (ППП) или (ИС).
При подаче сигнала запуска (ЛИ) формирует импульс лазерного излучения, который проходит через светофильтр (СФ) и выравниватель амплитудного распределения лазерного излучения (АВИ) и воздействует на испытываемый объект. Одновременно и синхронно на выводы испытываемого объекта подается одиночный импульс напряжения специальной формы с выхода генератора импульсных сигналов (ГИС). С помощью электроизмерительного прибора (ЭП) и устройства запоминания параметров импульсов (УЗИ) производится оценка стойкости испытываемого объекта к совместному воздействию радиации и одиночных импульсов напряжения.
Источники информации
1. Патент РФ №2005308, кл. С01R 31/28, 31/26, 1993.
2. Электроника(перевод с английского) том 57, №23 (704), 1984, с.15-17.
3. Патент РФ №2112990, кл. С01R 31/ 26.