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低温光辐射实验室致力于研究、建立与保存我国最高精度的光辐射功率溯源源头-低温辐射计基准，实现了350nm2350nm波段范围内激光/连续谱的高精度光辐射功率测量，最佳测量不确定度达到Urel=0.02%（k=2）。

机构简介

实验室在探测器量子效率模型与功率标准探测器研制方面也已取得多项科技成果，并已参与研究我国空间辐射基准的地面定标问题。实验室在为地球观测、卫星遥感、环境变化、工业监测等多个领域的高精度光辐射溯源需求问题提供有力支撑。

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一种低温辐照综合试验装置及试验方法

背景技术

半导体器件是航天器关键系统中应用最广泛的电子器件之一；空间电子辐照效应中对半导体器件影响最严重的辐射损伤是总剂量辐射损伤；总剂量辐射效应主要会令半导体器件的氧化层中产生电子空穴对，生成氧化物俘获正电荷，导致器件性能退化甚至失效；低温环境下，半导体器件的载流子迁移率会有所增加，漏电特性有所改善，亚阈值开关特性更陡；在低温下运行的电路，会有更高的速度和可靠性，出错率也会更低；空间环境中的真空、电子辐照、低温等综合效应对航天用半导体器件损伤极大，会导致器件的异常或失灵，甚至导致航天器发生灾难性的事故，而现有仪器设备无法同时模拟太空环境中的真空、辐照以及低温，以实现对半导体器件的测试。

技术实现要素

本发明的目的是为了解决现有仪器设备不能实现对半导体器件低温与电子辐照同时测试的问题，提出了一种低温辐照综合试验装置及试验方法。

本发明所述的一种低温辐照综合试验装置，该综合试验装置设置在电子辐照舱室内；该综合试验装置包括高频高压电子加速器、恒温真空仓、屏蔽箱、pcb板、风冷压缩机、温度控制仪、无油分子泵和杜邦线；

所述恒温真空仓横向水平放置，并且恒温真空仓的头部顶端设有光学窗口；所述高频高压电子加速器位于光学窗口的正上方，高频高压电子加速器用于产生并加速电子，所述电子的运动方向为竖直向下，电子的辐照剂量由待测器件的结构参数决定；

所述风冷压缩机、温度控制仪和无油分子泵分别设置在屏蔽箱内，并且屏蔽箱的一侧与恒温真空仓的尾部相连通；其中，风冷压缩机用于降低恒温真空仓内的温度，温度控制仪用于调节恒温真空仓内的温度；无油分子泵用于将恒温真空仓抽成真空；

恒温真空仓的头部侧壁上设有连接口，所述pcb板以覆盖的方式固定在该连接口处；其中，pcb板的引线格式也是由待测器件的结构参数决定；

待测器件放置于恒温真空仓的头部内，并通过螺丝钉进行固定，待测器件的引脚通过杜邦线与pcb板的引线相连。

进一步的，该综合试验装置还包括两个装置支架和水平平台；

所述水平平台设置在电子辐照舱室内，并且水平平台的上表面处于水平状态；

两个装置支架分别设置在水平平台的上表面，并且一个装置支架支撑在恒温真空仓的头部外侧底面上，另一个装置支架支撑在恒温真空仓尾部外侧底面上。

进一步的，所述pcb板的外侧设有外部电学测试点；

进一步的，所述恒温真空仓内还设置有热电偶、冷头、导热铜柱和样品固定台；

所述导热铜柱的一端与风冷压缩机的降温口相连，导热铜柱的另一端与冷头的一端固连，冷头的另一端与样品固定台固连；样品固定台用于将待测器件固定在其上表面；

所述热电偶固定在冷头的侧壁上，并且热电偶通过温度控制仪进行控制。

一种低温辐照综合试验方法，该试验方法包括以下步骤：

步骤一、根据待测器件的结构参数，确定所需低温条件，确定所需电子辐照剂量，确定pcb板4的引线格式；

步骤二、根据步骤一确定的pcb板的引线格式，设计pcb板的板外边框、放置安装孔、标注尺寸、布局布线、大面积敷铜和网格敷铜、摆放丝印，并将设计好的pcb板以覆盖的方式固定在恒温真空仓的头部侧壁上；

步骤三、将待测器件放置在样品固定台上，并通过杜邦线将待测器件的引脚与pcb板的引线相连；

步骤四、打开无油分子泵，将恒温真空仓抽成真空；

步骤五、通过温度控制仪对恒温真空仓内的温度进行调节，使得恒温真空仓达到步骤一中确定的所需低温条件；

步骤六、通过控制高频高压电子加速器产生并加速电子对待测器件进行电子辐照，当高频高压电子加速器产生的电子达到步骤一中确定所需电子辐照剂量时，完成试验。

进一步的，步骤一中确定的所需低温条件为10k～300k。

进一步的，步骤四中恒温真空仓抽成真空后，其内部空气的量级为10-3～10-4pa。

本发明的有益效果为：在电子辐照舱室内搭建恒温真空仓的方式来实现低温和电子辐照同步测量及原位表征；该综合试验装置通过无油分子泵抽真空来模拟太空真空环境，同时保护待测器件不受空气中的水汽影响；通过风冷压缩机降温来模拟太空低温环境；通过高频高压电子加速器发出的电子来模拟太空中的电子辐照；为待测器件空间可靠性的测试提供了试验条件。