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申请/专利权人：兰州空间技术物理研究所

摘要：本申请涉及一种利用飞秒脉冲激光的单粒子烧毁测试方法及装置。获取单粒子烧毁测试的聚焦深度、被测器件金属布线分布和被测器件表面能量反射率；根据被测器件金属布线分布和被测器件表面能量反射率，生成单粒子烧毁测试的扫描点分布二维图；设置单粒子烧毁测试的采集电路触发阈值；根据采集电路触发阈值和扫描点分布二维图，并调整所述聚焦深度，获得所述单粒子烧毁测试的被测器件敏感区域3D分布。本申请通过测试不同飞秒脉冲激光聚焦深度下的试验结果，获得被测器件敏感区域3D分布，减小聚焦深度分布不同带来的差异，提高试验准确性；能够获得小工艺尺寸纳米被测器件的被测器件敏感区域3D分布，准确评估纳米被测器件的单粒子烧毁效应辐射危害。

主权项：1.一种利用飞秒脉冲激光的单粒子烧毁测试方法，其特征在于，包括以下步骤：获取单粒子烧毁测试的聚焦深度、被测器件金属布线分布和被测器件表面能量反射率；根据所述被测器件金属布线分布和所述被测器件表面能量反射率，生成所述单粒子烧毁测试的扫描点分布二维图；根据单粒子烧毁效应脉冲阈值参数设置所述单粒子烧毁测试的采集电路触发阈值，具体来说，通过添加外置电阻来限制被测器件触发单粒子烧毁时的大电流，监测通过电阻的大电流，改变电阻大小，选择能保护被测器件不受损伤且较容易观察到电流脉冲的电阻阻值，在此基础上，进行测试选择能观察到的最小电流脉冲的峰值，此时，所述单粒子烧毁效应脉冲阈值参数为最小电流脉冲的峰值，所述最小电流脉冲的峰值对应的电压以及所述最小电流脉冲的峰值为采集电路触发阈值；根据所述采集电路触发阈值和所述扫描点分布二维图，并调整所述聚焦深度，获得所述单粒子烧毁测试的被测器件敏感区域3D分布；其中，所述获取单粒子烧毁测试的聚焦深度、被测器件金属布线分布，包括：通过红外摄像机获取单粒子烧毁测试的被测器件敏感区域和飞秒脉冲激光的聚焦点所在深度，以及所述被测器件金属布线分布；将所述被测器件敏感区域和飞秒脉冲激光的聚焦点所在深度作为所述单粒子烧毁测试的聚焦深度；所述获取单粒子烧毁测试的被测器件表面能量反射率，包括：通过外置飞秒脉冲激光能量计移动到激光出射口进行测量，获取单粒子烧毁测试的校准飞秒脉冲激光终端能量，所述校准飞秒脉冲激光终端能量可用E输出表示；通过内置飞秒脉冲激光能量计，获取所述单粒子烧毁测试的被测器件表面反射脉冲激光能量，所述被测器件表面反射脉冲激光能量可用E反射表示；根据所述校准飞秒脉冲激光终端能量和所述被测器件表面反射脉冲激光能量，得到所述单粒子烧毁测试的被测器件表面能量反射率，所述被测器件表面能量反射率可用f表示，此时，f=E反射E输出；所述根据所述被测器件金属布线分布和所述被测器件表面能量反射率，生成所述单粒子烧毁测试的扫描点分布二维图，包括：根据所述被测器件金属布线分布和所述被测器件表面能量反射率，确定所述单粒子烧毁测试的扫描数据，扫描数据为飞秒脉冲激光的扫描区域、扫描步长、扫描半径、扫描圈数、激光能量、辐照激光波长和脉宽参数；根据所述扫描数据，生成所述单粒子烧毁测试的扫描点分布二维图，所述扫描点分布二维图包括扫描点的位置信息与时间信息；更具体地说，保持被测器件表面能量反射率不变，即保持脉冲激光出射口的位置不动，通过移动载物台来试验被测器件的移动，根据被测器件金属布线分布，避开遮挡区域并通过设置扫描起始点与扫描终止点确定方形的扫描区域，通过设置扫描步长，扫描半径及扫描圈数实现单个螺旋圈扫描的大小及扫描点的密度，螺旋扫描系统自动计算方形的扫描区域内能容纳的单个螺旋圈个数，再结合设置的扫描频率，生成所述扫描点分布二维图；所述根据所述采集电路触发阈值和所述扫描点分布二维图，并调整所述聚焦深度，获得所述单粒子烧毁测试的被测器件敏感区域3D分布，包括：通过调整所述聚焦深度，在所述采集电路触发阈值对所述扫描点分布二维图进行扫描时，获得所述单粒子烧毁测试的各个所述聚焦深度对应的单粒子烧毁效应触发信息；具体地说，按照设置的采集电路触发阈值开始扫描所述扫描点分布二维图，通过软件同步数据采集卡与激光扫描软件系统，数据采集卡采集被测器件输出端的电压和电流数据，激光扫描软件系统的激光输出频率同步扫描频率，在监测到所述被测器件输出端的电压和电流数据触发采集电路触发阈值时，获得触发采集电路触发阈值时的被测器件输出端的电压和电流数据的脉冲时间信息和位置信息，使所述被测器件输出端的电压和电流数据准确对应到扫描点上，从而获得并记录每个扫描点上的时间信息、位置信息、以及飞秒激光入射的被测器件响应数据；所述单粒子烧毁效应触发信息即为每个扫描点上的时间信息、位置信息、以及飞秒激光入射的被测器件响应信息；根据各个所述聚焦深度对应的单粒子烧毁效应触发信息，确定所述单粒子烧毁测试的被测器件敏感区域3D分布。

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