热中子单粒子效应敏感性试验方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及辐射效应评估技术领域，公开了一种热中子单粒子效应敏感性试验方法和系统。使用中子束流对待测样品进行辐照试验，获取待测样品的第一单粒子效应平均截面；滤除中子束流中的热中子成分后，获取待测样品的第二单粒子效应平均截面；根据第一单粒子效应平均截面和第二单粒子效应平均截面，获取待测样品的热中子单粒子效应截面；获取待测样品中的B‑10同位素含量；综合热中子单粒子效应截面和待测样品中B‑10同位素含量，评估待测样品的热中子单粒子效应敏感性。通过对比滤除热中子前后的单粒子效应平均截面，获得待测器件的热中子单粒子效应截面，并结合B‑10同位素含量进行敏感性分析，实现单独评估热中子对待测器件出现单粒子效应影响的目的。

【技术实现步骤摘要】
热中子单粒子效应敏感性试验方法和系统
本专利技术涉及辐射效应评估
，特别是涉及一种热中子单粒子效应敏感性试验方法和系统。
技术介绍
大气中子来源于高能宇宙射线与地球大气的相互作用，穿透性极强且广泛分布于地面和整个大气空间。大气中子轰击半导体器件和集成电路会引发单粒子效应，造成器件出现数据翻转、功能出错、死机甚至灾难性烧毁等现象。大气中子能谱连续分布，覆盖meV到GeV范围。当中子能量小于1eV时，热中子在造成器件软错误率(SER)中占据主导地位，由于热中子的反射作用，飞机舱内、地面等环境热中子通量较高，其影响较为显著。高可靠集成电路应用领域需要对器件进行热中子辐照试验，以判断器件受到热中子的影响程度。然而，现有的辐照试验只能考察宽能谱中子对集成电路的影响，不能单独评估热中子的影响。
技术实现思路
基于此，有必要针对现有的辐照试验无法单独评估热中子对集成电路的影响的问题，提供一种热中子单粒子效应敏感性试验方法和系统。一种热中子单粒子效应敏感性试验方法，包括使用中子束流对待测样品进行辐照试验，获取所述待测样品的第一单粒子效应平均截面；对所述待测样品进行辐照试验且滤除所述中子束流中的热中子成分，获取所述待测样品的第二单粒子效应平均截面；根据所述第一单粒子效应平均截面和所述第二单粒子效应平均截面，计算获取所述待测样品的热中子单粒子效应截面；对所述待测样品进行B-10同位素分析，获取所述待测样品中的B-10同位素含量；综合所述热中子单粒子效应截面和所述待测样品中B-10同位素含量，评估所述待测样品的热中子单粒子效应敏感性。上述热中子单粒子效应敏感性试验方法，通过使用中子束流对待测样品进行辐照，获取在全能谱的中子束流作用下待测样品的第一单粒子效应平均截面。将中子束流中的热中子过滤掉后再对待测样品进行辐照，获取热中子过滤掉后待测样品的第二单粒子效应平均截面。根据先后两个截面的数据，计算待测样品的热中子单粒子效应截面。同时，通过所述待测样品进行B-10同位素分析，获取待测样品内的B-10同位素含量，用于待测样品对热中子的敏感度。综合热中子单粒子效应截面和B-10同位素含量，明确待测样品对热中子的敏感度。本专利技术通过对比滤除热中子前后待测器件的单粒子效应平均截面，从而获得待测器件的热中子单粒子效应截面。通过针对热中子单粒子效应截面和B-10同位素含量进行敏感性分析，可以实现单独评估热中子对待测器件出现单粒子效应的影响的目的。同时，对待测器件进行热中子单粒子效应敏感性试验获取的评判结果，可以用于支撑待测器件的软错误评估，促进其在高可靠
的应用。在其中一个实施例中，利用散裂中子源产生中子束流。在其中一个实施例中，所述使用中子束流对待测样品进行辐照试验，获取所述待测样品的第一单粒子效应平均截面，包括将所述待测样品放置于所述中子束流的辐照环境中进行辐照；获取所述待测样品的第一单粒子翻转数据；根据所述中子束流的第一辐照总注量和所述第一单粒子翻转数据，计算所述待测样品的第一单粒子效应平均截面。在其中一个实施例中，所述对所述待测样品进行辐照试验且滤除所述中子束流中的热中子成分，获取所述待测样品的第二单粒子效应平均截面，包括将所述待测样品放置于所述中子束流的辐照环境中；在所述待测样品接受辐照的一侧放置热中子滤除器件，滤除所述中子束流中的热中子成分；获取所述待测样品的第二单粒子翻转数据；根据所述中子束流的第二辐照总注量和所述第二单粒子翻转数据，计算所述待测样品的第二单粒子效应平均截面。在其中一个实施例中，所述热中子滤除器件包括镉板。在其中一个实施例中，所述对所述待测样品进行B-10同位素分析，获取所述待测样品中的B-10同位素含量，包括将所述待测样品的有源区暴露出来；对所述有源区进行二次离子质谱分析，获取所述待测样品的B-10同位素含量。在其中一个实施例中，通过对所述待测样品进行研磨剖切，将所述待测样品的有源区暴露出来。在其中一个实施例中，所述待测样品包括集成电路。一种热中子单粒子效应敏感性试验系统，包括辐照装置，用于产生中子束流对待测样品进行辐照试验；热中子滤除装置，用于滤除所述中子束流中的热中子成分；数据采集装置，用于在使用中子束流对所述待测样品进行辐照试验时，获取所述待测样品的第一单粒子效应平均截面，并在滤除所述中子束流中的热中子成分后，获取所述待测样品第二单粒子效应平均截面；数据处理装置，与所述数据采集装置连接，用于根据所述第一单粒子效应平均截面和所述第二单粒子效应平均截面，计算获取所述待测样品的热中子单粒子效应截面；同位素试验装置，与所述数据处理装置相连接，用于对所述待测样品进行B-10同位素分析，获取所述待测样品中的B-10同位素含量；所述数据处理装置还用于综合所述热中子单粒子效应截面和所述B-10同位素含量，判断所述待测样品的热中子单粒子效应敏感性。在其中一个实施例中，所述同位素试验装置包括二次离子质谱仪。附图说明为了更清楚地说明本说明书实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式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说明书中记载的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术其中一实施例的热中子单粒子效应敏感性试验方法的方法流程图；图2为本专利技术其中一实施例的第一单粒子效应平均截面的获取方法流程图；图3为本专利技术其中一实施例的第二单粒子效应平均截面的获取方法流程图；图4为本专利技术其中一实施例的B-10同位素含量的获取方法流程图；图5为本专利技术其中一实施例的热中子单粒子效应敏感性试验系统的结构框图。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述。附图中给出了本专利技术的优选实施方式。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反的，提供这些实施方式的目的是为了对本专利技术的公开内容理解得更加透彻全面。需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“上”、“下”、“前”、“后”、“周向”以及类似的表述是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。在我们日常生活的环境中存在一种看不见、摸不着的危险粒子——大气中子，它本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热中子单粒子效应敏感性试验方法，其特征在于，包括：/n使用中子束流对待测样品进行辐照试验，获取所述待测样品的第一单粒子效应平均截面；/n对所述待测样品进行辐照试验且滤除所述中子束流中的热中子成分，获取所述待测样品的第二单粒子效应平均截面；/n根据所述第一单粒子效应平均截面和所述第二单粒子效应平均截面，计算获取所述待测样品的热中子单粒子效应截面；/n对所述待测样品进行B-10同位素分析，获取所述待测样品中的B-10同位素含量；/n综合所述热中子单粒子效应截面和所述B-10同位素含量，评估所述待测样品的热中子单粒子效应敏感性。/n

【技术特征摘要】
1.一种热中子单粒子效应敏感性试验方法，其特征在于，包括：
使用中子束流对待测样品进行辐照试验，获取所述待测样品的第一单粒子效应平均截面；
对所述待测样品进行辐照试验且滤除所述中子束流中的热中子成分，获取所述待测样品的第二单粒子效应平均截面；
根据所述第一单粒子效应平均截面和所述第二单粒子效应平均截面，计算获取所述待测样品的热中子单粒子效应截面；
对所述待测样品进行B-10同位素分析，获取所述待测样品中的B-10同位素含量；
综合所述热中子单粒子效应截面和所述B-10同位素含量，评估所述待测样品的热中子单粒子效应敏感性。


2.根据权利要求1所述的热中子单粒子效应敏感性试验方法，其特征在于，利用散裂中子源产生中子束流。


3.根据权利要求1或2所述的热中子单粒子效应敏感性试验方法，其特征在于，所述使用中子束流对待测样品进行辐照试验，获取所述待测样品的第一单粒子效应平均截面，包括：
将所述待测样品放置于所述中子束流的辐照环境中进行辐照；
获取所述待测样品的第一单粒子翻转数据；
根据所述中子束流的第一辐照总注量和所述第一单粒子翻转数据，计算所述待测样品的第一单粒子效应平均截面。


4.根据权利要求1所述的热中子单粒子效应敏感性试验方法，其特征在于，所述对所述待测样品进行辐照试验且滤除所述中子束流中的热中子成分，获取所述待测样品的第二单粒子效应平均截面，包括：
将所述待测样品放置于所述中子束流的辐照环境中；
在所述待测样品接受辐照的一侧放置热中子滤除器件，滤除所述中子束流中的热中子成分；
获取所述待测样品的第二单粒子翻转数据；
根据所述中子束流的第二辐照总注量和所述第二单粒子翻转数据，计算所述待测样品的第二单粒子效应平均截面。


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【专利技术属性】
技术研发人员：雷志锋，张战刚，黄云，彭超，何玉娟，肖庆中，
申请(专利权)人：中国电子产品可靠性与环境试验研究所工业和信息化部电子第五研究所中国赛宝实验室，
类型：发明
国别省市：广东;44