CN108037434B - 一种vdmos器件的安全工作区域确定方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种VDMOS器件的安全工作区域确定方法及装置，属于辐射效应及加固技术领域。解决无法准确定位半导体器件的单粒子敏感区域以及不同剂量下半导体器件安全工作区域与单粒子敏感性的变化趋势问题。包括：将开盖VDMOS器件设置在镜头视场内，进行第一次栅应力测试，确定第一栅极电流；进行第一次转移特性测试；通过激光微束扫描当漏极电压降低时，或确定第一栅极电流发生突变，或第一漏极电流发生突变，将当前扫描区域确定为单粒子效应敏感区域；进行第二次栅应力测试，将第二次栅应力测试的结果与第一次栅应力测试结果进行对比；并将进行第二次转移特性测试的测试结果与第一次转移特性测试的测试结果进行对比，确定单粒子效应类型。

Description

一种VDMOS器件的安全工作区域确定方法及装置

技术领域

本发明属于辐射效应及加固技术领域，更具体的涉及一种VDMOS器件的安全工作区域确定方法及装置。

背景技术

VDMOS器件是一种电力开关器件，芯片中使用双沟道的垂直结构，可以控制电路中的高电压、大电流，具有开关速度快、耐压高等优点，广泛应用于空间仪器、航天器中的功率集成系统中。

宇宙空间中存在着大量的高能粒子、射线等辐射源，主要来自于地球辐射带、太阳宇宙线、银河宇宙线等，对空间仪器和航天器的安全工作造成了巨大的威胁。这些空间辐射环境因素可能造成空间仪器中集成电路的单粒子效应、总剂量效应和位移损伤效应等辐射效应，导致空间仪器工作异常和数据失效，给人类的空间活动造成巨大的困难。对于VDMOS器件而言，空间辐射环境主要使其发生总剂量效应和单粒子效应，总剂量效应会导致器件的阈值电压和转移特性的漂移，单粒子效应会导致器件栅极绝缘层和源极金属化区域等部位的永久性损坏，给空间仪器电源系统造成破坏。在空间仪器所处的空间辐射环境中存在的高能粒子、射线等辐射源会同时对VDMOS器件产生影响，使得电源系统中的VDMOS器件在工作过程中不断地进行电离辐射剂量累积，同时又时常的遭受高能粒子轰击，具有发生单粒子效应的风险。因此，非常有必要对VDMOS功率器件在不同累积剂量下的单粒子敏感性、安全工作区域以及相关的加固措施进行研究，以提高其在空间仪器中的可靠性。

VDMOS的单粒子效应分为单粒子栅穿效应和单粒子烧毁效应。其中，单粒子栅穿效应主要是由空间辐射环境中的高能粒子从栅极氧化物上方的源极金属化区域入射到器件中导致的，高能粒子在器件中进行能量沉积导致沿着粒子径迹产生大量的电子-空穴对，空穴在器件中电场的作用下向栅极附近漂移，空穴堆积导致栅极氧化层区域的电场强度升高，电场强度超过氧化层的击穿阈值电压时栅氧会发生击穿，单粒子栅穿效应发生，栅极受到永久性的破坏，同时栅极对器件开关功能发生异常。单粒子烧毁效应主要是空间辐射环境中的高能粒子从器件源区入射到器件中导致的，沿着粒子径迹在半导体和绝缘体中产生大量的电子-空穴对，它们在器件中电场和浓度梯度的作用下进行漂移和扩散，载流子的运动在器件中形成电流。器件中的源极金属化电极将寄生晶体管的发射极和基极进行短接，因此寄生晶体管原来处于关闭状态，当高能粒子在器件中形成的电流流经基区时会产生电压降，电压降超过晶体管阈值电压时寄生晶体管开启，大量电子从源极流向漏区，同时，载流子会在漏区的大电场作用下产生雪崩倍增效应，对于器件内部的电流具有正反馈的效果，器件内部VDMOS元胞电流过大导致器件发生烧毁效应，器件受损。

通常用于VDMOS器件单粒子效应模拟的辐射源主要有重离子、质子和锎源等。通过重离子加速器多次对重离子进行加速产生高能重离子，将重离子在加速器的实验终端进行引出到实验器件上，进而模拟空间辐射环境中高能粒子引起的单粒子效应；高能质子的产生过程与重离子相似，但是高能质子通过与器件材料中的原子核发生弹性碰撞或者非弹性碰撞产生高能次级粒子进而引发单粒子效应；锎源通过裂变产生的碎片在集成电路产生单粒子效应。这三种辐射源可以用于对半导体器件进行抗辐射加固评估，但是粒子束的定位精度差，不能准确的对器件的某一区域进行扫描，无法准确的定位半导体器件的单粒子敏感区域。

综上所述，现有的由于粒子束的定位精度比较低，存在无法准确定位半导体器件的单粒子敏感区域以及不同剂量下半导体器件安全工作区域与单粒子敏感性的变化趋势问题。

发明内容

本发明实施例提供一种VDMOS器件的安全工作区域确定方法及装置，用以解决由于加速器粒子束的定位精度比较低，存在无法准确定位半导体器件的单粒子敏感区域以及不同剂量下半导体器件安全工作区域与单粒子敏感性的变化趋势问题。

本发明实施例提供一种VDMOS器件的安全工作区域确定方法，包括：

将开盖VDMOS器件通过电路板设置在激光镜头视场内，对所述开盖VDMOS器件进行第一次栅应力测试，确定所述栅极的第一栅极电流，对所述开盖VDMOS器件进行第一次转移特性测试；

通过激光微束扫描所述开盖VDMOS器件的设定区域，当所述漏极的漏极电压急剧降低时，或者通过测试仪器确定所述第一栅极电流发生突变，或者第一漏极电流发生突变，则将所述激光微束当前扫描区域确定为所述开盖VDMOS器件的敏感区域；

对所述开盖VDMOS器件进行第二次栅应力测试，将所述第二次栅应力测试的结果与所述第一次栅应力测试结果进行对比；并将对所述开盖VDMOS器件进行第二次转移特性测试的测试结果与所述第一次转移特性测试的测试结果进行对比，确定所述开盖VDMOS器件的单粒子效应类型。

优选地，所述第一次栅应力测试具体包括：向所述开盖VDMOS器件的栅极施加栅极电压，所述VDMOS器件的源极和漏极分别接地；

所述第二次栅应力测试具体包括：向所述开盖VDMOS器件的栅极施加栅极电压，所述VDMOS器件的源极和漏极分别接地。

优选地，所述开盖VDMOS器件设置在所述激光镜头视场内的三维移动平台上；

所述通过激光微束扫描所述开盖VDMOS器件的设定区域之前，还包括：

设置所述激光微束的脉冲能量，设置所述三维移动平台的扫描步长，扫描区域以及扫描周期；

所述对所述开盖VDMOS器件进行第一次转移特性测试，具体包括：

对所述开盖VDMOS器件的漏极施加恒定偏置电压，所述开盖VDMOS器件的源极接地，对所述开盖VDMOS器件栅极按照所述扫描步长进行递增，在所述扫描过程中，确定所述漏极的第三漏极电流与所述栅极的第三栅极电压的变化关系。

优选地，所述单粒子效应类型包括单粒子烧毁效应和单粒子栅穿效应；

所述确定所述开盖VDMOS器件的单粒子效应类型具体包括：

所述确定所述开盖VDMOS器件的单粒子效应类型具体包括：

若所述第二次栅应力测试的结果中的所述第二栅极电流大于所述第一栅极电流，则确定所述开盖VDMOS器件发生单粒子栅穿效应；

若所述第二栅极电流等于所述第一栅极电流，而所述第二次转移特性测试的测试结果中所述第四漏极电流大于所述第一次转移特性测试的测试结果中所述第三漏极电流，则确定所述开盖VDMOS器件发生单粒子烧毁效应，且所述开盖VDMOS器件受到损伤；

若所述第二栅极电流等于所述第一栅极电流，而所述第四漏极电流等于所述第三漏极电流，则确定所述开盖VDMOS器件发生单粒子烧毁效应，且所述开盖VDMOS器件未受到损伤。

优选地，在将所述开盖VDMOS器件通过电路板设置在激光镜头视场内之前，还包括：

通过激光镭射以及化学腐蚀方法去掉VDMOS器件的封装盖，得到开盖VDMOS器件；

对所述开盖VDMOS器件进行功能和参数测试，将通过所述功能测试和所述参数测试的所述开盖VDMOS器件设置在所述电路板的中央位置；其中设置在所述电路板的中央位置的所述开盖VDMOS器件的数量包括多个。

优选地，所述确定所述开盖VDMOS器件发生单粒子效应结果之后，还包括：

依次确定设置在所述电路板的中央位置的多个所述开盖VDMOS器件的单粒子效应类型，并确定每个所述开盖VDMOS器件发生单粒子效应时与所述漏极连接的所述漏极电压；

根据每个所述开盖VDMOS器件的所述漏极电压，确定所述VDMOS器件的安全工作区域与电离辐射累积剂量的变化关系。

本发明实施例还提供一种VDMOS器件的单粒子效应安全工作区域确定装置，包括：

第一确定单元，用于将开盖VDMOS器件通过电路板设置在激光镜头视场内，对所述开盖VDMOS器件进行第一次栅应力测试，确定所述栅极的第一栅极电流，对所述开盖VDMOS器件进行第一次转移特性测试；

第二确定单元，用于通过激光微束扫描所述开盖VDMOS器件的设定区域，当所述漏极的漏极电压急剧降低时，或者通过测试仪器确定所述第一栅极电流发生突变，或者第一漏极电流发生突变，则将所述激光微束当前扫描区域确定为所述开盖VDMOS器件的敏感区域；

第三确定单元，用于对所述开盖VDMOS器件进行第二次栅应力测试，将所述第二次栅应力测试的结果与所述第一次栅应力测试结果进行对比；并将对所述开盖VDMOS器件进行第二次转移特性测试的测试结果与所述第一次转移特性测试的测试结果进行对比，确定所述开盖VDMOS器件的单粒子效应类型。

优选地，所述开盖VDMOS器件设置在所述激光镜头视场内的三维移动平台上；

所述第二确定单元还用于：

设置所述激光微束的脉冲能量，设置所述三维移动平台的扫描步长，扫描区域以及扫描周期；

所述第一确定单元具体用于：

对所述开盖VDMOS器件的漏极施加恒定偏置电压，所述开盖VDMOS器件的源极接地，对所述开盖VDMOS器件栅极按照所述扫描步长进行递增，在所述扫描过程中，确定所述漏极的第三漏极电流与所述栅极的第三栅极电压的变化关系。

优选地，所述第一确定单元还用于：通过激光镭射以及化学腐蚀方法去掉VDMOS器件的封装盖，得到开盖VDMOS器件；

对所述开盖VDMOS器件进行功能和参数测试，将通过所述功能测试和所述参数测试的所述开盖VDMOS器件设置在所述电路板的中央位置；其中设置在所述电路板的中央位置的所述开盖VDMOS器件的数量包括多个。

优选地，所述第三确定单元还用于：

依此确定设置在所述电路板的中央位置的多个所述开盖VDMOS器件的单粒子效应类型，并确定每个所述开盖VDMOS器件发生单粒子效应时与所述漏极连接的所述漏极电压；

根据每个所述开盖VDMOS器件的所述漏极电压，确定所述VDMOS器件的安全工作区域与电离辐射累积剂量的变化关系。

本发明实施例中，提供了一种VDMOS器件的安全工作区域确定方法，包括：将开盖VDMOS器件通过电路板设置在激光镜头视场内，对所述开盖VDMOS器件进行第一次栅应力测试，确定所述栅极的第一栅极电流，对所述开盖VDMOS器件进行第一次转移特性测试；通过激光微束扫描所述开盖VDMOS器件的设定区域，当所述漏极的漏极电压急剧降低时，或者通过测试仪器确定所述第一栅极电流发生突变，或者第一漏极电流发生突变，则将所述激光微束当前扫描区域确定为所述开盖VDMOS器件的敏感区域；对所述开盖VDMOS器件进行第二次栅应力测试，将所述第二次栅应力测试的结果与所述第一次栅应力测试结果进行对比；并将对所述开盖VDMOS器件进行第二次转移特性测试的测试结果与所述第一次转移特性测试的测试结果进行对比，确定所述开盖VDMOS器件的单粒子效应类型。上述方法中，采用激光微束单粒子对开盖VDMOS器件进行选定区域的扫描，从而可以精确地定位到VDMOS器件的单粒子效应敏感区域；再者，通过对VDMOS器件的单粒子效应敏感区域进行脉冲激光照射，从而可以确定VDMOS器件在不同电离辐射累积剂量水平下的安全工作区域；进一步地，激光微束辐射源与其他辐射源相比，对微束能量的现场控制更加方便，实验机时更加充足，实验成本也低一些，同时，对实验人员的危害较小，更加安全。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术中一款VDMOS器件的转移特性随着电离辐射累积剂量的变化趋势示意图；

图2为本发明实施例提供的一种VDMOS器件的安全工作区域确定方法流程示意图；

图3为本发明实施例提供的一种VDMOS器件的安全工作区域确定装置结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

VDMOS功率器件具有栅极、源极和漏极三个管脚，栅极管脚通过器件正面的栅极bus与器件中众多元胞的多晶硅栅极相连接，源极管脚通过器件正面的源极金属化电极与器件中元胞的源极相连接，同时，源区和P基区被源极金属化电极短路，漏极管脚与器件背面的漏区电极相连接。VDMOS器件正常工作时通过栅极电压控制漏极与源极的之间通断状态，栅源电压大于器件的阈值电压时器件导通，反之器件处于关断状态，当栅源电压高于器件的开启电压时，器件栅极氧化层下方的表面积累区会出现电子堆积状态，形成强反型层，器件导通，电子从源极流向漏极形成工作电流。

在空间仪器所处的空间辐射环境中存在的高能粒子、射线等辐射源会同时对VDMOS器件产生影响，使得电源系统中的VDMOS器件在工作过程中不断地进行电离辐射剂量累积，同时又时常的遭受高能粒子轰击，随时具有发生单粒子效应的风险，一款n沟道VDMOS器件的转移特性随着电离辐射累积剂量的变化趋势如图1所示，从图1中可以看出，器件的转移特性曲线随着电离辐射累积剂量的增加发生漂移，同时，VDMOS器件单粒子敏感性以及安全工作区域也会随着累积剂量的增加而发生变化。

脉冲激光入射到VDMOS器件中时，沿着入射径迹沉积激光能量，引起器件中半导体和绝缘体材料的电离，产生大量的电子-空穴对，这些过剩的载流子在器件中电场和载流子浓度梯度的作用下进行漂移和扩散运动，在器件局部特别是在器件的敏感区域形成电流或者载流子堆积状态，进而引发器件的单粒子烧毁效应或者单粒子栅穿效应，对器件造成损伤。

图2示例性的示出了本发明实施例提供的一种VDMOS器件的安全工作区域确定方法流程示意图。如图2所示，该方法包括以下步骤：

步骤101，将开盖VDMOS器件通过电路板设置在激光镜头视场内，对所述开盖VDMOS器件进行第一次栅应力测试，确定所述栅极的第一栅极电流；对所述开盖VDMOS器件进行第一次转移特性测试；

步骤102，通过激光微束扫描所述开盖VDMOS器件的设定区域，当所述漏极的漏极电压急剧降低时，或者通过测试仪器确定所述第一栅极电流发生突变，或者第一漏极电流发生突变，则将所述激光微束当前扫描区域确定为所述开盖VDMOS器件的敏感区域；

步骤103，对所述开盖VDMOS器件进行第二次栅应力测试，将所述第二次栅应力测试的结果与所述第一次栅应力测试结果进行对比；并将对所述开盖VDMOS器件进行第二次转移特性测试的测试结果与所述第一次转移特性测试的测试结果进行对比，确定所述开盖VDMOS器件的单粒子效应类型。

由于激光微束无法穿透芯片表面的封装材料，在本发明实施例中，需要对进行测试的VDMOS器件进行开盖处理。具体地，对塑料封装的VDMOS器件采用激光镭射和化学腐蚀结合起来的方法去掉封装，使芯片可以直接接受激光辐照产生单粒子效应，VDMOS器件开盖完成后，需要对器件进行功能和参数测试以检验器件在开封装过程中是否受损，主要测试芯片的开关功能、转移特性曲线、各管脚漏电流等参数，与未开封的正常参数进行对比检验开盖VDMOS器件是否正常，将不正常的开盖VDMOS器件剔除，保留正常的开盖VDMOS器件。

进一步地，将检测正常的开盖VDMOS器件通过该领域内常规的固定方法固定到电路板上，需要说明的是，在本发明实施例中，需要将开盖VDMOS器件固定到电路板中央的同一位置，这样在对多只器件进行激光实验时方便对器件敏感区域的定位；进一步地，需要对设置在电路板上的多个开盖VDMOS器件进行编号，并将编号的开盖VDMOS器件进行分组，且每组内至少包括3个开盖VDMOS器件。

需要说明的是，该领域内常规的固定方法可以是采用硅橡胶胶水固定方法。

进一步地，还需要使用螺栓、夹具将电路板固定到xyz精密移动平台上，同样将电路板固定在移动平台的统一位置，连接偏置电路和测试电流、电压的万用表和示波器，使用三台万用表分别测试、记录栅极电流、漏极电压、漏极电流，同时使用示波器对漏极电压进行监测，并将其设置为下降沿触发模式。

在步骤101中，将开盖VDMOS器件通过电路板设定在激光镜头的视场内，设置激光微束的脉冲能量，设置三维移动平台的扫描步长，扫描区域以及扫描周期。

在实际应用中，开盖VDMOS器件通过栅应力测试来确定开盖VDMOS器件的栅极氧化层在效应发生后是否受到损坏。在本发明实施例中，对开盖VDMOS器件进行第一次栅应力测试时，开盖VDMOS器件的栅极施加较大的栅极电压，源极和漏极接地，使用万用表测试，确定栅极的第一栅极电流。需要说明的是，在实际应用中，向开盖VDMOS器件栅极施加的栅极电压为栅极最大电压的60％～70％之间，且施加到栅极上的栅极电压可以为正偏置，也可以是负偏置，在一次测试过程，需要确保向栅极施加的栅极电压具有相同的偏置。

进一步地，对开盖VDMOS器件完成第一次栅应力测试后，还需要确定开盖VDMOS器件的各项功能是否正常。具体地，通过对开盖VDMOS器件进行第一次转移特性测试，即可以确定开盖VDMOS器件的各项功能是否正常。

具体地，采用半导体分析仪和矩阵开关对开盖VDMOS器件进行转移特性测试，半导体分析仪通过矩阵开关向开盖VDMOS器件的三个管脚施加偏置，并测试各管脚电流。为了测试开盖VDMOS器件的转移特性，需要对开盖VDMOS器件的漏极加一个恒定偏置，源极接地，同时，对栅极电压进行扫描，在扫描过程中测试、记录漏极的第三漏极电流和栅极的第三栅极电压，进一步地，还可以根据第三漏极电流和第三栅极电压确定第三漏极电流随着第三栅极电压的变化曲线，该变化曲线即为开盖VDMOS器件的第一转移特性曲线。

在步骤102中，按照步骤101中设置三维移动平台的扫描步长，扫描区域，扫描周期以及激光微束的脉冲能量对开盖的VDMOS器件的设定区域进行扫描，若施加到开盖VDMOS器件的漏极电压降低时，或者通过测试仪器确定第一栅极电流发生突变，或者第一漏极电流发生突变，则需要立即停止激光激光微束扫描。

将当前激光微束正在扫描的区域确定为开盖VDMOS器件的敏感区域。即该开盖VDMOS器件发生了单粒子效应，此时，还需要记录开盖VDMOS器件发生单粒子效应时开盖VDMOS器件的漏极加载电压。

需要说明的是，在本发明实施例中，确定开盖VDMOS器件发生了单粒子效应的条件，只要满足上述三个条件中的一个即可。三个条件分别为：1、施加到开盖VDMOS器件的漏极电压降低时；2、通过测试仪器确定第一栅极电流发生突变；3、通过测试仪器确定第一漏极电流发生突变。

在步骤103中，需要对发生效应后的开盖VDMOS器件进行第二次栅应力测试和第二次转移特性测试，然后根据第二次栅应力测试与第一侧栅应力测试的结果进行对比，第二次转移特性测试与第一侧转移特性测试的结果进行对比，然后确定开盖VDMOS器件的单粒子效应类型。

具体地，采用步骤101中的第一次栅应力测试方法，对发生了单粒子效应的开盖VDMOS器件进行第二次栅应力测试，即向开盖VDMOS器件的栅极施加较大的栅极电压，源极和漏极接地，使用万用表测试，确定栅极的第二栅极电流。

进一步地，采用步骤101中的第一次转移特性测试，对发生了单粒子效应的开盖VDMOS器件进行第二次转移特性测试。采用半导体分析仪和矩阵开关对开盖VDMOS器件进行转移特性测试，半导体分析仪通过矩阵开关向开盖VDMOS器件的三个管脚施加偏置，并测试各管脚电流。为了测试开盖VDMOS器件的转移特性，需要对开盖VDMOS器件的漏极加一个恒定偏置，源极接地，同时，对栅极电压进行扫描，在扫描过程中测试、记录漏极的第四漏极电流和栅极的第四栅极电压，进一步地，还可以根据第四漏极电流和第四栅极电压确定第四漏极电流随着第四栅极电压的变化曲线，该变化曲线即为开盖VDMOS器件的第二转移特性曲线。

在实际应用中，单粒子效应的类型包括有单粒子烧毁效应和单粒子栅穿效应，而在本发明实施例中，确定开盖VDMOS器件的单粒子效率类型主要包括：

1.若激光微束扫描过程中的第一栅极电流急速增大，且没有恢复到之前正常水平，当第二次栅应力测试的结果中的第二栅极电流大于第一栅极电流，则确定开盖VDMOS器件发生单粒子栅穿效应，且该开盖VDMOS器件的栅极受损。

2.若激光微束扫描过程中漏极电流增大或者漏极电压降低，而第二栅极电流等于第一栅极电流，在发生单粒子效应后进行的第二次转移特性测试结果中的第四漏极电流大于第一次转移特性测试的测试结果中第三漏极电流，则确定开盖VDMOS器件发生单粒子烧毁效应，且开盖VDMOS器件受到损伤；

3.若激光微束扫描过程中漏极电流增大或者漏极电压降低，而第二栅极电流等于第一栅极电流，在发生单粒子效应后进行的第二次转移特性测试结果中的第四漏极电流等于第一次转移特性测试的测试结果中第三漏极电流，则确定开盖VDMOS器件发生单粒子烧毁效应，且开盖VDMOS器件未受到损伤。

进一步地，在本发明实施例中，由于设置在电路板中央位置的开盖VDMOS器件的数量包括多个，且多个开盖VDMOS器件均被分成四组。通过本发明实施例中步骤101至步骤103所提供的方法，可以测试一个开盖VDMOS器件的单粒子效应类型，并且在开盖VDMOS器件在发生单粒子效应的同时，还记录了加载到开盖VDMOS器件的电压。

若重复步骤101至步骤103，可以依次确定安装在电路板上的多个开盖VDMOS器件的单粒子效应类型。进一步地，由于各组开盖VDMOS器件分别进行了不同剂量的总剂量的辐射，各组开盖VDMOS器件在重复步骤101至步骤103时都可以分为四种不同的栅极偏置电压，并且保证每种累积剂量值和栅极偏置值组合的测试器件数量不会少于三个，从而可以通过对各种累积剂量及栅极偏置的器件进行激光单粒子测试，获取开盖VDMOS器件安全工作区域随着累积剂量的变化趋势。

综上所述，本发明实施例提供了一种VDMOS器件的安全工作区域确定方法，上述方法中，采用激光微束单粒子对开盖VDMOS器件进行扫描，从而可以精确地定位到VDMOS器件的脉冲激光单粒子效应敏感区域；再者，通过对VDMOS器件进行脉冲激光照射，从而可以确定VDMOS器件在不同电离辐射累积剂量水平下的安全工作区域；进一步地，激光微束辐射源与其他辐射源相比，对微束能量的现场控制更加方便，实验机时更加充足，实验成本也低一些，同时，对实验人员的危害较小，更加安全。

基于同一发明构思，本发明实施例提供了一种VDMOS器件的安全工作区域确定方法装置，由于该装置解决技术问题的原理与一种VDMOS器件的安全工作区域确定方法方法相似，因此该装置的实施可以参见方法的实施，重复之处不再赘述。

图3为本发明实施例提供的一种VDMOS器件的安全工作区域确定装置结构示意图，如图3所示，该装置包括第一确定单元301，第二确定单元302和第三确定单元303。

第一确定单元301，用于将开盖VDMOS器件通过电路板设置在激光镜头视场内，对所述开盖VDMOS器件进行第一次栅应力测试，确定所述栅极的第一栅极电流，对所述开盖VDMOS器件进行第一次转移特性测试；

第二确定单元302，用于通过激光微束扫描所述开盖VDMOS器件的设定区域，当所述漏极的漏极电压急剧降低时，或者通过测试仪器确定所述第一栅极电流发生突变，或者第一漏极电流发生突变，则将所述激光微束当前扫描区域确定为所述开盖VDMOS器件的敏感区域；

第三确定单元303，用于对所述开盖VDMOS器件进行第二次栅应力测试，将所述第二次栅应力测试的结果与所述第一次栅应力测试结果进行对比；并将对所述开盖VDMOS器件进行第二次转移特性测试的测试结果与所述第一次转移特性测试的测试结果进行对比，确定所述开盖VDMOS器件的单粒子效应类型。

优选地，所述开盖VDMOS器件设置在所述激光镜头视场内的三维移动平台上；

所述第二确定单元302还用于：

设置所述激光微束的脉冲能量，设置所述三维移动平台的扫描步长，扫描区域以及扫描周期；

所述第一确定单元301具体用于：

对所述开盖VDMOS器件的漏极施加恒定偏置电压，所述开盖VDMOS器件的源极接地，对所述开盖VDMOS器件栅极按照所述扫描步长进行递增，在所述扫描过程中，确定所述漏极的第三漏极电流与所述栅极的第三栅极电压的变化关系。

优选地，所述第一确定单元301还用于：通过激光镭射以及化学腐蚀方法去掉VDMOS器件的封装盖，得到开盖VDMOS器件；

对所述开盖VDMOS器件进行功能和参数测试，将通过所述功能测试和所述参数测试的所述开盖VDMOS器件设置在所述电路板的中央位置；其中设置在所述电路板的中央位置的所述开盖VDMOS器件的数量包括多个。

优选地，所述第三确定单元303还用于：

依此确定设置在所述电路板的中央位置的多个所述开盖VDMOS器件的单粒子效应类型，并确定每个所述开盖VDMOS器件发生单粒子效应时与所述漏极连接的所述漏极电压；

根据每个所述开盖VDMOS器件的所述漏极电压，确定所述VDMOS器件的安全工作区域与电离辐射累积剂量的变化关系。

应当理解，以上一种VDMOS器件的安全工作区域确定装置包括的单元仅为根据该设备装置实现的功能进行的逻辑划分，实际应用中，可以进行上述单元的叠加或拆分。并且该实施例提供的一种VDMOS器件的安全工作区域确定装置所实现的功能与上述实施例提供的一种VDMOS器件的安全工作区域确定方法一一对应，对于该装置所实现的更为详细的处理流程，在上述方法实施例一中已做详细描述，此处不再详细描述。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种VDMOS器件的安全工作区域确定方法，其特征在于，包括：

将开盖VDMOS器件通过电路板设置在激光镜头视场内，对所述开盖VDMOS器件进行第一次栅应力测试，确定栅极的第一栅极电流，对所述开盖VDMOS器件进行第一次转移特性测试；

通过激光微束扫描所述开盖VDMOS器件的设定区域，当漏极的漏极电压急剧降低时，或者通过测试仪器确定所述第一栅极电流发生突变，或者第一漏极电流发生突变，则将所述激光微束当前扫描区域确定为所述开盖VDMOS器件的敏感区域；

对所述开盖VDMOS器件进行第二次栅应力测试，将所述第二次栅应力测试的结果与所述第一次栅应力测试结果进行对比；并将对所述开盖VDMOS器件进行第二次转移特性测试的测试结果与所述第一次转移特性测试的测试结果进行对比，确定所述开盖VDMOS器件的单粒子效应类型。

2.如权利要求1所述的确定方法，其特征在于，所述第一次栅应力测试具体包括：向所述开盖VDMOS器件的栅极施加栅极电压，所述VDMOS器件的源极和漏极分别接地；

所述第二次栅应力测试具体包括：向所述开盖VDMOS器件的栅极施加栅极电压，所述VDMOS器件的源极和漏极分别接地。

3.如权利要求1所述的确定方法，其特征在于，所述开盖VDMOS器件设置在所述激光镜头视场内的三维移动平台上；

所述通过激光微束扫描所述开盖VDMOS器件的设定区域之前，还包括：

设置所述激光微束的脉冲能量，设置所述三维移动平台的扫描步长，扫描区域以及扫描周期；

所述对所述开盖VDMOS器件进行第一次转移特性测试，具体包括：

对所述开盖VDMOS器件的漏极施加恒定偏置电压，所述开盖VDMOS器件的源极接地，对所述开盖VDMOS器件栅极按照所述扫描步长进行递增，在所述扫描过程中，确定所述漏极的第三漏极电流与所述栅极的第三栅极电压的变化关系。

4.如权利要求1所述的确定方法，其特征在于，所述单粒子效应类型包括单粒子烧毁效应和单粒子栅穿效应；

所述确定所述开盖VDMOS器件的单粒子效应类型具体包括：

若所述第二次栅应力测试的结果中的第二栅极电流大于所述第一栅极电流，则确定所述开盖VDMOS器件发生单粒子栅穿效应；

若所述第二栅极电流等于所述第一栅极电流，而所述第二次转移特性测试的测试结果中第四漏极电流大于所述第一次转移特性测试的测试结果中第三漏极电流，则确定所述开盖VDMOS器件发生单粒子烧毁效应，且所述开盖VDMOS器件受到损伤；

若所述第二栅极电流等于所述第一栅极电流，而所述第四漏极电流等于所述第三漏极电流，则确定所述开盖VDMOS器件发生单粒子烧毁效应，且所述开盖VDMOS器件未受到损伤。

5.如权利要求1所述的确定方法，其特征在于，在将所述开盖VDMOS器件通过电路板设置在激光镜头视场内之前，还包括：

通过激光镭射以及化学腐蚀方法去掉VDMOS器件的封装盖，得到开盖VDMOS器件；

对所述开盖VDMOS器件进行功能和参数测试，将通过所述功能测试和所述参数测试的所述开盖VDMOS器件设置在所述电路板的中央位置；其中设置在所述电路板的中央位置的所述开盖VDMOS器件的数量包括多个。

6.如权利要求1所述的确定方法，其特征在于，所述确定所述开盖VDMOS器件发生单粒子效应结果之后，还包括：

依次确定设置在所述电路板的中央位置的多个所述开盖VDMOS器件的单粒子效应类型，并确定每个所述开盖VDMOS器件发生单粒子效应时与所述漏极连接的所述漏极电压；

根据每个所述开盖VDMOS器件的所述漏极电压，确定所述VDMOS器件的安全工作区域与电离辐射累积剂量的变化关系。

7.一种VDMOS器件的安全工作区域确定装置，其特征在于，包括：

第一确定单元，用于将开盖VDMOS器件通过电路板设置在激光镜头视场内，对所述开盖VDMOS器件进行第一次栅应力测试，确定栅极的第一栅极电流，对所述开盖VDMOS器件进行第一次转移特性测试；

第二确定单元，用于通过激光微束扫描所述开盖VDMOS器件的设定区域，当漏极的漏极电压急剧降低时，或者通过测试仪器确定所述第一栅极电流发生突变，或者第一漏极电流发生突变，则将所述激光微束当前扫描区域确定为所述开盖VDMOS器件的敏感区域；

第三确定单元，用于对所述开盖VDMOS器件进行第二次栅应力测试，将所述第二次栅应力测试的结果与所述第一次栅应力测试结果进行对比；并将对所述开盖VDMOS器件进行第二次转移特性测试的测试结果与所述第一次转移特性测试的测试结果进行对比，确定所述开盖VDMOS器件的单粒子效应类型。

8.如权利要求7所述的确定装置，其特征在于，所述开盖VDMOS器件设置在所述激光镜头视场内的三维移动平台上；

所述第二确定单元还用于：

设置所述激光微束的脉冲能量，设置所述三维移动平台的扫描步长，扫描区域以及扫描周期；

所述第一确定单元具体用于：

对所述开盖VDMOS器件的漏极施加恒定偏置电压，所述开盖VDMOS器件的源极接地，对所述开盖VDMOS器件栅极按照所述扫描步长进行递增，在所述扫描过程中，确定所述漏极的第三漏极电流与所述栅极的第三栅极电压的变化关系。

9.如权利要求7所述的确定装置，其特征在于，所述第一确定单元还用于：通过激光镭射以及化学腐蚀方法去掉VDMOS器件的封装盖，得到开盖VDMOS器件；

对所述开盖VDMOS器件进行功能和参数测试，将通过所述功能测试和所述参数测试的所述开盖VDMOS器件设置在所述电路板的中央位置；其中设置在所述电路板的中央位置的所述开盖VDMOS器件的数量包括多个。

10.如权利要求7所述的确定装置，其特征在于，所述第三确定单元还用于：

依此确定设置在所述电路板的中央位置的多个所述开盖VDMOS器件的单粒子效应类型，并确定每个所述开盖VDMOS器件发生单粒子效应时与所述漏极连接的所述漏极电压；

根据每个所述开盖VDMOS器件的所述漏极电压，确定所述VDMOS器件的安全工作区域与电离辐射累积剂量的变化关系。